Estudio de la relación estructura-propiedades-procesamiento de nanocompuestos basados en poli (ácido láctico) (PLA) y o-MMT

Abstract

En este trabajo se investiga la influencia del procesado y del contenido de nanoarcilla en las propiedades mecánicas de láminas obtenidas por extrusión-calandra a partir de un grado comercial de PLA y una nanoarcilla organomodificada. El estudio de la morfología se realizó mediante Difracción de Rayos-X de Grandes Ángulos (WAXS) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), revelando el desarrollo de estructuras intercaladas, aunque también se observaron laminillas exfoliadas y partículas aglomeradas. La caracterización mecánica se realizó mediante ensayos a tracción uniaxial. Así mismo, se aplicó un tratamiento térmico a todas las láminas preparadas que permitió el estudio de los materiales en dos estados diferentes: rejuvenecido y envejecido. El comportamiento mecánico se vio afectado por el procesado solo cuando el PLA se encuentra en estado envejecido, mientras que el contenido de arcilla únicamente produce algún efecto cuando esta está presente en un 2,5 % en masa. El tratamiento de rejuvenecimiento provocó una transición frágil-dúctil, que se manifestó en un aumento significativo de la ductilidad.

In this work, the effect of processing and nanoclay content on the mechanical properties of thin sheets obtained by cast sheet extrusion from a commercial grade of PLA and organomodified nanoclay has been investigated. Microstructure was studied using Transmission Electron Microscopy (TEM) and Wide Angle X-ray Scattering (WAXS), revealing the development of structures intercalated, although exfoliated clay layers and agglomerates were observed also. The mechanical properties have been assessed by uniaxial tensile tests. Finally, a deaging thermal treatment was applied to all prepared samples, in order to study the materials under two different states: relaxed (after the thermal treatment) and aged (before treatment). The tensile behaviour is affected by processing only in the case of aged PLA samples, whereas the addition of nanoclay is only significant at 2,5 % w/w. The de-aging treatment causes a change in the brittle-ductile behaviour evidenced in a significant increase in ductility.