Facultad de Ciencias Químicas
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Browsing Facultad de Ciencias Químicas by Author "Aguilar Bolados, Héctor"
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Item Obtención de compuestos de caucho de etileno-propileno-dieno con contenido de grafeno y óxido de bismuto(III): Estudio de propiedades físicas y mecánicas.(Universidad de Concepción, 2024) Álvarez Cortez, Gabriela; Aguilar Bolados, Héctor; Molina Palacios, FranciscoEn este trabajo se investigó el uso de nanomateriales usados cómo relleno en un caucho de etileno-propileno-dieno, lo que permite obtener nanocompósitos elastoméricos de propiedades mecánica mejoradas de resistencia y con propiedades de blindaje a la radiación electromagnética de alta energía, tales como los rayos gamma. Los nanomateriales usados corresponden a nanoplaquetas de grafeno y nanopartículas de óxido de bismuto(III). Estos fueron adicionados a la matriz de etileno-propileno-dieno (EPDM) separada o conjuntamente. El uso de nanoplaquetas de grafeno como material de relleno se fundamenta en sus excelentes propiedades mecánicas y que imparte resistencia adicional a compuestos de caucho. Respecto a las nanopartículas de óxido de bismuto(III) es debido a la presencia de bismuto que es un elemento de alto número atómico (Z = 83) que promueve la ocurrencia de procesos de absorción y dispersión de la radiación gamma, impartiendo propiedades de blindaje al nanocompósito en base de EPDM. Adicionalmente, se estudió el efecto de polietilenglicol (PEG) para promover la dispersión homogénea de las nanopartículas. Se prepararon las muestras en un mezclador abierto de dos rodillos por 20 minutos a temperatura ambiente y luego se procesaron por 30 minutos en un reómetro de troquel móvil a 180°C. Se realizaron ensayos de tracción, dureza, se calculó el índice de resistencia a la abrasión, y se caracterizaron las muestras por FT-IR, TGA, DTG y SEM. Se analizó el coeficiente de atenuación lineal, el coeficiente de atenuación en masa y el peso atómico promedio para determinar sus propiedades de atenuación. Se demostró que la presencia del PEG 1500 mejora la dispersión del material de relleno y que disminuye el tiempo de vulcanización, lo que se atribuyó a que este promueve el proceso de vulcanización. Además, se demostró que los compositos con óxido de bismuto(III) poseen propiedades de atenuación a la radiación gamma de 75% para un nanocompósito en base de EPDM y óxido de bismuto(III). En el caso de EDPM con contenido de óxido de bismuto(III), nanoplaquetas de grafeno y polietilen glicol se alcanzó una mejora de 61% comparado a EPDM sin relleno. Las imágenes SEM revelan zonas de segregación en los compuestos con grafeno disminuyendo las capacidades de atenuación ya que dificulta la distribución de las nanopartículas de óxido de bismuto(III) en los compositos. Finalmente se determina que la presencia del PEG 1500 ayuda en la compatibilización de los rellenos con la matriz polimérico, mejorando la dispersión de estos en las mezclas obtenidas.