Materiales nanoestructurados a base de resinas epoxi modificadas con filosilicatos

Resumen

En el presente trabajo se ha estudiado la modificación de silicatos laminares del tipo montmorillonita-Na+ mediante macromoléculas orgánicas con el objetivo de tener una buena compatibilidad con la matriz epoxi y con ello mejorar sus propiedades mecánicas. Para ello, se han sintetizado varias moléculas orgánicas a partir de aminas y se han incorporado diferentes grupos funcionales. Se ha estudiado así mismo la dispersión de las diferentes nanopartículas en la matriz y la influencia que supone su adición en el curado de una resina epoxi. El trabajo se ha estructurado en tres partes diferenciadas. En primer lugar, se presenta una breve introducción a los nanocompuestos poliméricos pasando desde la definición y propiedades de las resinas epoxi y su curado, estructura y propiedades de los filosilicatos y la evolución en los últimos años de los Nanocompuestos Epoxi/Montmorillonita. El segundo capítulo recoge dos trabajos que se centran en la estructura y propiedades de los silicatos modificados orgánicamente (SLMO), y su interacción con una matriz del tipo epoxi, a través del estudio de las dispersiones Epoxi/Montmorillonita. El primer trabajo, estudia la dependencia sobre la galería interlaminar de montmorillonitas modificadas con la longitud de moléculas rígidas tipo lineales. En el segundo trabajo, se han estudiado dispersiones de nanopartículas de montmorillonita organofílica en una resina epoxi. Se han determinado las propiedades viscoelásticas de las nanodispersiones en función de la concentración de organoarcilla y la temperatura. El tercer capítulo se compone de dos trabajos que estudian las propiedades finales de los nanocompuestos Epoxi/Montmorillonita. El tercero de los trabajos de investigación que se incluye en este capítulo, investiga el efecto del modificador presente en la arcilla, y su concentración en la reacción de curado; así como la dependencia con la temperatura empleada en la polimerización mediante medidas dieléctricas y reológicas. Por último, en el cuarto trabajo se estudian las propiedades mecánicas en flexión y resistencia a la fractura de nanocompuestos sintetizados teniendo en cuenta el grado de dispersión alcanzado. La presente tesis doctoral se compone de cuatro trabajos de investigación originales que se citan a continuación: 1. Lorena Solar, Rodrigo Navarro, Clara Gómez and Helmut Reineke, Layer spacing of montmorillonites modified with rigid rods. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2007, 7, 1-6. 2. Lorena Solar, Andrés Nohales, Rafael Muñoz-Espí , Daniel López , Clara M. Gómez, Viscoelastic behaviour of epoxy prepolymer/organophilic montmorillonite dispersions. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 2008, 46, 1837-1844. 3. Galder Kortaberria, Lorena Solar, Andres. Jimeno, Elena. Serrano, Clara Gómez and Iñaki Mondragon, Curing of an epoxy resin modified with nanoclay monitored by dielectric spectroscopy and rheological measurements. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 102, 5927-5933. 4. Lorena Solar, Rafael Muñoz-Espí, Clara M. Gómez, Synthesis and properties of amine-cured epoxy/organophilic layered silicate nanocomposites. Journal of Composite Interfaces, 2009, 16, 157-173.