Polietileno de alta densidad funcionalizado con fenol como compatibilízante de nanocompuestos de polietileno/ de alta densidad (HDPE) /graféno para mejorar la adhesión interfacial y propiedades mecánica
En este trabajo se describe la metodología para la obtención de nanocompuestos
de polietileno de alta densidad (HDPE) y grafeno (G) utilizando grafeno modificado
con fenol y HDPE modificado con fenol como compatibilizante obtenido de la
reacción de polietileno maleado (HDPE-g-MA) con fenol. Se utilizaron seis
métodos diferentes para obtener estos compuestos, resultantes de la combinación
de fusión y mezcla en solución con tres procedimientos diferentes para funcional
izar graféno o HDPE-g-MA con fenol. Los nanocompuestos se caracterizaron por
infrarrojos transformados de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido
(SEM), difracción de rayos X de gran angular (WAXD), análisis mecánico dinámico
(DMA) y propiedades de tensión. Los resultados de FTIR evidenciaron una
reacción de esterificación entre HDPE-g-MA y grupos fenol que actúan como
compatibilízante. Los resultados SEM y WAXD mostraron que la adición de este
agente compatibilizante tuvo un efecto positivo en la dispersión del graféno, lo que
promovió una mayor rigidez en estos materiales compuestos, presentando mayor
módulo de almacenamiento. Además, se observó una mejora notable en la
estabilidad dimensional a altas temperaturas de acuerdo a las mediciones de Tan
Delta. Estos resultados indicaron una buena adhesión interfacial entre el graféno y
la matriz polimérica al utilizar este agente compatibilizante. Se observó que los
compuestos obtenidos por el método de mezcla en solución mostraron un mejor
rendimiento y adherencias interfaciales más fuertes que los compuestos
producidos por métodos de mezcla en fundido. El uso de este compatibilízante de
HDPE modificado con fenol ofrece una nueva opción para mejorar el rendimiento
final de los compuestos de HDPE/grafeno con mejores propiedades mecánicas y
térmicas para ser utilizado en materiales para diversas aplicaciones, como la
industria automotriz, eléctrica y electrónica, construcción, aeroespacial, y otras
aplicaciones de ingeniería.
Polietileno de alta densidad funcionalizado con fenol como compatibilízante de nanocompuestos de polietileno/ de alta densidad (HDPE) /graféno para mejorar la adhesión interfacial y propiedades mecánica
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DOI: 10.22533/at.ed.28923240812
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Palavras-chave: -
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Keywords: -
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Abstract:
In this work, the methodology to obtain high-density polyethylene (HDPE) and
graphene (G) nanocomposites using phenol-modified graphene and phenol-
modified HDPE as compatibilizer obtained from the reaction of maleated
polyethylene (HDPE-g-MA) with phenol, is described. Six different methods were
used to obtain these composites, resulting from the combination of melt and
solution mixing with three different procedures to functionalize either graphene or
HDPE-g-MA with phenol. Nanocomposites were characterized by Fouriertransform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), wide angle X-ray
diffraction (WAXD), dynamic mechanic analysis (DMA) and tensile properties. The
FTIR results evidenced the occurrence of an esterification reaction between
HDPE-g-MA and phenol groups serving as compatibilizer. The SEM and WAXD
results showed that the addition of this compatibilizer agent had a positive effect on
graphene dispersion, which promoted greater stiffness in these composite
materials, presenting higher storage modulus. In addition, a noticeable
enhancement in dimensional stability at high temperatures was observed
according to Tan Delta measurements. These results indicated a good interfacial
adhesion between graphene and the polymer matrix by using this compatibilizer
agent. It was observed that the composites obtained by solution mixing method
showed better performance and stronger interfacial adhesions than the composites
produced by melt mixing methods. The use of this phenol modified HDPE
compatibilizer offers a new option to enhance the final performance of
HDPE/graphene composites with better mechanical and thermal properties to be
used in materials for various applications, such as automotive industry, electrical
and electronics, construction, aerospace, and other engineering applications.
- Saúl Sánchez
- Alejandra Zapata-Domínguez,
- J.G.Martínez-Colunga
- L.da Silva,
- L.F.Ramos-deValle,
- J.Al. Rodriguez-Gonzalez,
- A .Berenice- EspinozaMartinez,
- E. Ramírez-Vargas
