Espumas de poliuretano para embalaje reforzadas con nanopartículas

Instituto Tecnológico de Costa Rica Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales Tecnología de Polímeros II Semestre 2015

Espumas de poliuretano para embalaje reforzadas con nanopartículas Andrey Bartels G. - 2013036134 | Nathalie Campos Valverde. 2013019876 Fiorella Gutiérrez Meza. 2013041129 | Catalina Madriz Masís. 201237440

Resumen:

El proyecto consiste en la incorporación de nanopartículas de tipo cerámicas y derivadas de carbono para mejorar las propiedades térmicas y mecánicas en la espuma de poliuretano como material de embalaje. Para ello se sintetizaron espumas a base de poliol e isocianato y además se le agregaron nanopartículas. Las pruebas realizadas a las espumas fueron pruebas no estandarizadas de conductivad térmica y compresión que permitie realizar un estudio comparativo entre los tipos de espuma. Entre los resultados más destacados del proyecto se tiene……. Palabras claves: Nanopartículas, propiedades térmicas, propiedades mecánicas, espumas, poliuretano.

Abstract

This project involves the incorporation of nano-clay and carbon nonotubes typed derived to improve the thermal and mechanical properties of the polyurethane foam as packaging material properties. For this experiment was synthesized polyurethane foams of polyol and isocyanate, mixing each respective nanoparticles. Once obtained the foams they were summited to non-standardized test of thermal conductivity and compression. The highlight of the experiment was……… Key words: Nanoparticles, thermal properties, mechanical properties, foams, polyurethane.

Introducción Espumas de poliuretano El poliuretano se forma básicamente por la reacción química de dos compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera unos gases (dióxido de carbono) que son los que van formando las burbujas. (QuimiNet, 2006) El poliuretano flexible está fabricado esencialmente de los siguientes productos: -Poliol (Polioxipropilenglicol) en un 55% a 70% aproximadamente -TDI (Di-isocianato de Tolueno) en un 25% a 35% -Agua -Catalizador Metálico (Octoato Estañoso) -Surfactante o Estabilizado Clasificación de las espumas de poliuretano según su forma de fabricación De acuerdo al sistema de fabricación utilizado, las espumas de poliuretano se pueden clasificar en dos tipos (Brydson, J, 1966): 

Espumas en caliente: son las espumas que liberan calor durante su reacción, fabricadas en piezas de gran tamaño y destinadas a ser cortadas posteriormente.  Espumas en frío: se utilizan para crear piezas a partir de moldes como rellenos de otros artículos, aislantes, etc. Se fabrican mediante una espumadora sencilla que consiste en un dispositivo mezclador. La espuma de poliuretano es un material muy versátil ya que, según los aditivos y los sistemas de fabricación utilizados, se pueden conseguir espumas de poliuretano de muy

distintas características, destinadas a usos muy diferentes. Otro criterio para clasificar a las espumas es su densidad. La densidad es fundamental porque el poliuretano flexible está formado por material y espacios vacíos. La firmeza del poliuretano flexible es independiente de su densidad. Puede haber espumas de baja densidad y superficie firme o de alta densidad y superficie blanda. Por lo tanto no existe el concepto de densidad “dura” o “blanda”. Por otro lado existe una diferencia entre “firmeza” y “soporte”. La firmeza es una medida de las características de la superficie del poliuretano. El soporte es la capacidad de empujar contra un peso y que previene que la espuma se deforme. Las espumas de mayor densidad previenen que la espuma se colapse con el peso del cuerpo en aplicaciones finales. Aplicaciones de la espuma de poliuretano La espuma de poliuretano tiene múltiples usos en el mundo actual, algunos de ellos son: 1. En colchones como relleno principal o como integrante de los acolchados. 2. En muebles, en asientos de sofás y sillas, relleno de acolchados. 3. En la construcción, como aislante térmico o como relleno. 4. En la industria del automóvil como elemento principal de defensas, asientos. 5. En muchos artículos como juguetes, prendas de vestir, esponjas, calzados, almohadas, cojines, envases y en general todo tipo de acolchados o rellenos. 6. En general, el poliuretano flexible tiene aplicaciones como acojinamiento en

muebles, calchones, bajo alfombras e interiores de automóviles. La espuma rígida de poliuretano aplicada por aspersión es la forma más eficaz de aislar y sellar de manera simultánea prácticamente cualquier tipo de substrato. (Brydson, J, 1966). La espuma rígida tiene varias aplicaciones como: 1. Aislamiento e impermeabilización de techos, losas, muros divisorios y acústicos. 2. Frigoríficos y bodegas 3. Refuerzo estructural, paneles 4. Aislamiento de conductos de agua caliente, ductos de calefacción. 5. Carrocerías de camiones y microbuses 6. Bases de firmes de azotea como antiruido e impermeabilizante 7. La espuma de poliuretano tiene magnífica resistencia al agua, agua salada, aceites, ácidos muy diluidos y soluciones alcalinas. No es afectada por hongos, bacterias y malos olores y elimina ruidos excesivos. Algunas de las características de las espumas de poliuretano que le han hecho convertirse en un excelente material aislante son sus buenas propiedades térmicas, puesto que ofrece una gran resistencia a temperaturas extremas, manteniendo todas sus propiedades técnicas en un espectro que va de los 50ºC bajo cero o a 110ºC. Otras de las ventajas de las espumas de poliuretano son su peso reducido y su ausencia de goteo en caso de incendio. Al aplicar la espuma, ésta se adhiere a todo aquel elemento que entre en contacto con ella, así que es aconsejable proteger aquellas zonas que se encuentren cercanas con bandas adhesivas especiales.

Proceso de elaboración Componente poliol: Mezcla de polioles con grupos reactivos -OH, conteniendo catalizadores, ignifugantes, expandentes y agentes estabilizadores de la espuma. Componente isocianato: Isocianato con grupos reactivos -NCO. Existen 2 tipos de procesos: proyección y colada. El proceso de proyección consiste en pulverizar la mezcla de dos componentes altamente reactivos sobre la superficie a aislar, donde rápidamente expande y endurece. La aplicación se realiza en sucesivas capas, hasta alcanzar el espesor final de aislamiento deseado. El proceso de colada consiste en colar la mezcla líquida de los dos componentes, con una reactividad ajustada para este proceso, en la cavidad a aislar. En corto tiempo, la mezcla expande, rellena la cavidad y endurece.  Estructura celular La espuma rígida de poliuretano presenta una estructura celular predominantemente cerrada. El porcentaje de celdas cerradas se sitúa normalmente por encima del 90 %.  Densidad La densidad de la espuma rígida de poliuretano para aislamiento térmico está comprendida, según la aplicación, entre 30 y 100 kg/m3 , pudiéndose realizar para casos especiales densidades superiores.  Conductividad térmica La alta capacidad de aislamiento térmico de la espuma rígida de poliuretano no se consigue con ningún otro material aislante conocido. Esta característica especial se debe a la muy baja conductividad térmica que posee el gas espumante ocluido en el interior de las celdas cerradas. La espuma rígida de poliuretano producida alcanza un valor inicial de conductividad térmica l10º de referencia de 0,020 W/m·K, según UNE 92 120. Debido a que las celdas no impiden totalmente la difusión de gases a través de sus paredes, este valor de conductividad va aumentando ligeramente con el tiempo hasta llegar

finalmente a estabilizarse. En la práctica, se considera como valor de conductividad térmica de la espuma el obtenido por el procedimiento de incremento fijo según UNE 92 120, valor envejecido de 0,026 W/m·K.  Comportamiento térmico La dilatación térmica de la espuma rígida de poliuretano por efecto de la temperatura es función de la densidad y de la fijación al substrato. En el caso de la espuma rígida de poliuretano, existe un gas ocluido en sus celdas que origina un descenso de presión, con el frío, y una sobrepresión, con el calor. Por ello, por enfriamiento se produce una contracción y por calentamiento una dilatación de la estructura celular. Nanopartículas La palabra "nanotecnología" se usa extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al nivel de nano escala, esto es, medidas extremadamente pequeñas, "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. (Revista PlastUnivers de Interempresas) 1. Nanotubos de carbono Este tipo de material carbonoso ha ido adquiriendo gran relevancia tecnológica debido a la gran cantidad de posibles aplicaciones industriales y de alta tecnología que pueden ser desarrolladas mediante su utilización. (Rolf Mülhaupt, 2004). En el área particular del almacenamiento de energía, los nanotubos y las nanas fibras de carbono están siendo utilizadas en el desarrollo de supercondensadores, baterías de ion litio y de pilas de combustible.

Figura 1. Propiedades mecánicas de los nanotubos de carbono. Fuente: Rolf Mülhaupt, (2004)

Entre las más interesantes aplicaciones de los nanotubos de carbono es el almacenamiento electroquímico de energía en electrodos de supercondensadores y baterías. Su relativamente alta área superficial puede llevar mayores capacidades de almacenamiento de carga que los condensadores y baterías estándar. La eficiencia del proceso de carga-descarga de los sistemas de almacenamiento eléctrico puede estimarse como el cociente del tiempo nominal de descarga entre el tiempo descarga. La eficiencia de los supercondensadores es muy alta, casi tanto como la de los condensadores convencionales, que es cercana al 100 %. La eficiencia de los supercondensadores es mayor que la de las baterías. Otra de las aplicaciones de los materiales compuestos de nanotubos de carbono es su aplicación en matrices poliméricas para mejoramiento de las propiedades eléctricas. Con la adición de un 5% de nanotubos de carbono se alcanzan conductividades entre 0.01 y 0.1 S/cm que son suficientes para eliminar la carga electrostática. Con ese fin se han utilizado como aditivo en piezas de automóviles, la eliminación de la carga electrostática permite que sean pintadas en la cadena de montaje con un ahorro económico.

Se están utilizando también para la eliminación de cargas electrostáticas en líneas de suministro de combustibles para eliminar el riesgo de explosión. (LeBarn, Pinnavaia y Wang, 1998). 2. Nanoarcilla Las nanoarcillas son arcillas modificadas mediante la manipulación controlada a nivel nanométrico, con un diseño especifico de su estructura para cada aplicación. El nombre reconocido científicamente es organoarcillas. (Perugachi, R., Paredes, C. & Cornejo, M. 2015) Las nanoarcillas se obtienen a partir de arcillas de la familia esmectita. Las esmectitas son minerales que tienen una morfología única. Las dos arcillas más utilizadas como materia prima para las nanoarcillas son la montmorillonita y la bentonita. La estructura de las nanoarcillas se conforma de láminas o plaquetas con espesor de 1 mm. Las nanoarcillas son modificadas superficialmente para poder dispersarse en las matrices poliméricas. Las nanoarcillas mejoran las propiedades de resistencia a la llama, las propiedades de barrera y las propiedades estructurales en

muchos plásticos. Además, por su área de superficie con 5 grs. de nanoarcilla se podría cubrir toda la superficie de un campo de football, por esta característica es que al integrarse en una matriz polimérica se obtienen compuestos más ligeros. Las nanoarcillas no solo son utilizadas para mejorar los productos existentes, sino que también están ampliando su alcance a áreas antes dominadas por el metal, el vidrio y la madera. Las nanoarcillas se han utilizado en los sectores de envases de consumo, automotriz, electrodomésticos, construcción y electricidad. Estudiar el efecto de las nanopartículas en las propiedades térmicas y mecánicas de polímeros para embalaje. El objetivo principal del proyecto es mejorar las propiedades mecánicas y térmicas mecánicas del poliuretano en espuma para aplicaciones de embalaje utilizando nanopartículas. También es importante determinar la viabilidad de mejorar las propiedades de los polímeros de embalaje por medio de nanopartículas.

Materiales y Método: El experimento efectúo en el taller de la escuela de Ciencias e Ingeniería de los Materiales (CIEMTEC), del Instituto Tecnológico de Cartago, Cartago, Costa Rica. Para la realización de esta trabajo se contó con tres tipos diferentes de espumas de poliuretano, los cuales son espumas simples, espuma reforzada con nanoracilla, espuma reforzada con nanotubos de carbono con grupos carboxilos . De estos se hicieron 9 probetas, tres de cada no, con el fin de realizar pruebas de compresión y pruebas de conductividad térmica.

I. a.

Materiales Espumas de Poliuretano  Poliol  Isocianato  Molde para espuma  Nanoarcilla (montmorillonita)  Nano tubos de carbono con grupo carboxilo de 40 nm - 50 nm b. Horno para medir condictividad térmica  Ladrillo Refractario  Estructura Metálica  Fibra de Vidrio Cerámica  Termocuplas  Resistencia de 6.38 Ω  Transformador de 24 V  Areana Silica  Silicato de Sodio c. Compresión  Maquina Tinus Olsen H50KS  Dos placas de acero d. Caracterización de las nanopartículas  TEM

II.

Método

Manufactura del Horno Para la medición de conductividad térmica fue necesario la manufactura de un horno que estuviera aislado del ambiente y que en su interior las perdidas fueran mínimas, por lo cual primero se construyó una estructura soldada de 72 cm X 55 cm con una carcasa metálica que recubriera la el exterior de la estructura. En el interior se colocó una capa de 2 cm de espesor de fibra cerámica y asi disminuir las perdidas, añadido a eso se colocaron ladrillos refractarios de 7 cm de espesor y 50 cm de alto, los cuales se unieron mediante una mezcla de 2:1 de arena silica y silicato de sodio.

Figura 2. Horno para conductivida térmica

En la figura 2 se muestra la forma del horno y como se unieron los ladrillos mediante la mezcla de silicato de sodio y arena silica, además se muestra la parte superior del horno y como en esta se dejo un espacio sin sellar para así poder introducir la espuma de poliuretano dentro del horno, la parte superior del horno también es cubierta con una capa de fibra cerámica. El horno posee dos cavidades, las cuales se encuentran en el costado contrario que se muestra en la figura 2, los cuales se utilizan para introducir los termocuplas. El horno cuenta con una resistencia interna de 6.38 Ω, la cual esta apoyada en unade las paredes del horno esta fue conectada a un transfomador de 24 V para así poder alcanzar de 150 °C.

Síntesis de las Espumas La síntesis de espumas requirió dos reactivos el Poliol e Isiocianato los cuales se mezclaron en partes iguales de 100 mililitros y se vertieron en el molde para espumas de 40 cm X 18 cm X 8 cm y se le aplicó una carga de 2 kg.

Figura 4. Poliol con nanotubos de carbono

En la figura 4 se muestra la disolución de Poliol con nanotubos de carbono que luego se mezcló con el Isocianato para formar la espuma. a)

b)

Figura 3. a) Reactivos Poliol e isionato, b) molde para es

La espuma reforzada con nanoarcilla también se sintetizo bajo el mismo procedimiento. Sin embargo se disolvieron 0.5 gramos de nanoarcilla en 100 mililitros de Poliol.

En la figura Z se muestra los reactivos y el molde donde una vez mezclados estos se vertieron para así obtener una geometría homogénea, el plástico utilizado en el molde se usó para así poder quitar la espuma con mayor facilidad, El peso de 2 kg se aplicó en la tapa del molde para así evitar el derramamiento de la espuma.

Caracterización de Nanoarcilla

La síntesis de espumas reforzadas con nanopartículas, se utilizó el procedimiento previamente descrito. Sin embargo este varía en que las nanopartículas se añadieron al Poliol. Las espumas de reforzadas con nanotubos de carbono, contenían 0.05 gramos e, los cuales se deben disolver en 100 mililitros de Poliol.

La medición de conductividad térmica se realizó mediante conducción térmica para lo cual se colocó una termocupla en la cara de la resistencia de 6.38 Ω y se coloca la espuma contra la cara de resistencia, luego se hizo una incisión a 7 mm de espesor en uno de los costados de las espumas para así introducir otra termocupla la cual registré la temperatura en la cara de la espuma.

La nanoarcilla se dispersa en acetona, seguidamente se les aplica un baño ultrasónico durante 15 minutos. Se toma una gota de la disolución y se coloca en una grilla de cobre para poder ser analizado en TEM. Medición de Conductividad Térmica

El horno se calentó a 90 °C, paso seguido se apagaba la resistencia del horno y se realizaba la medición de temperaturas una vez que el sistema se estabilizaba y la temperatura de la termocupla que se

encontraba contra la resistencia no cambiara su valor de temperatura. Medición de Compresión La prueba de compresión se realizó a espumas de poliuretano sin nanopartículas y con nanopartículas con una dimensión de 15 cm X 15 cm X 7 cm de espesor: La prueba de compresión utilizó dos láminas de metal de 16 cm X 16 cm con una precarga de 60 N, a su vez esta se realizó a 10mm/min con una carga máxima de 60 kN.

Figura 5. Acople de mordaza para prueba de compresión.

En la figura 5 se muestra cómo se colocó la espuma en la máquina de compresión y las dos láminas para poder aplicar presión su realización.

Resultados

En este apartado se presentan los datos obtenidos experimentalmente respecto a las distintas mediciones realizadas para poder llevar a cabo el estudio del efecto de las nanopartículas en las espumas de poliuretano. Primeramente se presenta la tabla 1, la cual corresponde las dimensiones de las muestras de espumas realizadas para la determinación de conductividad térmica. La designación 1 y 2 corresponde a espumas sin

nanopartículas (en adelante S.NP), 3 y 4 es para espumas con nano arcilla (en adelante NA), y 5 y 6 para las muestras que estaban reforzadas con nanotubos de carbono (en adelante NTC). La tabla 2 presenta los datos de mediciones de masa de los mismos especímenes mientras que la tabla 3 es el cálculo de densidad de las muestras con base en los datos dados en las tablas 1 y 2.

Tabla 1. Dimensiones de las diferentes espumas de Poliuretano Espuma

Largo (±0,05) cm

Ancho (±0,05) cm

Espesor (±0,05) cm

Volumen cm3

1

41,0

18,0

7,5

745,5

2

40,5

18,0

7,0

736,0

3

40,0

18,0

7,0

727,0

4

40,0

17,0

7,0

687,0

5

40,0

17,5

7,5

707,5

6

40,0

17,0

6,0

686,0

Tabla 2. Masa de las diferentes espumas de poliuretano Espuma

Masa 1 (±1) g

Masa 2 (±1) g

Masa 3 (±1) g

Promedio

1

196

196

194

195

2

186

184

184

185

3

190

190

190

190

4

186

186

186

186

5

202

200

200

201

6

202

202

202

202

Tabla 3. Densidad de las diferentes espumas de poliuretano Espuma

Volumen (cm3)

Masa (g)

Densidad (g/cm3)

1

745,5

195

0,262

2

736,0

185

0,251

3

727,0

190

0,261

4

707,5

186

0,263

5

687,0

201

0,292

6

686,0

202

0,294

Para la medición de la conductividad térmica de las espumas, se utilizó el horno confeccionado para tal fin, y el ensayo se realizó en el taller de la Escuela de Ciencia de los Materiales del TEC, a una temperatura

ambiente de 24°C. Se realizó luego una tabulación de los datos obtenidos durante la realización de dicha prueba, los cuales se encuentran en la tabla 4.

Tabla 4. Datos experimentales obtenidos en la prueba de conductividad Muestra Temperatura Temperatura Voltaje Resistencia T1 T2 (V) (Ω) (ºC) (ºC) 1

90

34

16,5

6,3

2

106

41

16,5

6,3

3

100

37

16,5

6,3

4

98

33

16,5

6,3

5

97

32

16,5

6,3

6

96

30

16,5

6,3

Para obtener los resultados de conductividad requeridos se utilizaron las siguientes ecuaciones, obtenidas de Cengel, Y. (2011):

Donde Q es el flujo de calor en watts generado por la fuente, V es el voltaje en

volts de la fuente, y R la resistencia de la fuente de calor.

Donde T1 es la temperatura de la espuma en la cara que está tocando la fuente de calor, T2 es la temperatura a 0.007 mm de

espesor, y Re es la resistividad del material.

Para la cual L es el espesor donde se mide la temperatura T2, KT es la conductividad total del sistema, y A es el área por donde atraviesa el flujo de calor a la espuma.

Dicha ecuación se utiliza para obtener los resultados de la conductividad de la espuma, ya que al ser un material extremadamente poroso, se encuentra lleno

de aire en sus celdillas y debe restarse la conductividad de este del sistema para tener el valor únicamente de la espuma

Con los datos obtenidos en la tabla 4 y utilizando las ecuaciones anteriores, es posible realizar la tabla 5 donde se encuentran las potencias, resistividades, áreas, espesores y conductividades de las muestras.

Tabla 5. Resultados de los cálculos realizados para determinar conductividad térmica Muestra Potencia Resistividad (W) (K/W)

Àrea (m2)

Espesor Conductividad (m) (W/K*m)

1

43,21

1,30

0,0738

0,007

0,047

2

43,21

1,50

0,0729

0,007

0,038

3

43,21

1,46

0,072

0,007

0,040

4

43,21

1,50

0,068

0,007

0,042

5

43,21

1,50

0,07

0,007

0,040

6

43,21

1,53

0,068

0,007

0,041

Por lo cual se puede calcular los promedios para cada par de muestras de cada espécimen, obteniendo como resultado: Mostrando de esta manera una disminución del 2.25% para las espumas reforzadas con nano arcilla y de 3.72% para las reforzadas con nanotubos de carbono.

Se realizó además un ensayo de compresión de las espumas, el cual se desarrolló en la escuela de Electromecánica del TEC, por medio de la aplicación de una precarga de 60 kN a una velocidad de 10 mm/min. Con base en los datos obtenidos se realizó los gráficos 1 y 2, siendo el primero una

comparación de la fuerza respecto a la deformación de compresión en el tiempo sufrida por las muestras, mientras que el segundo corresponde al gráfico de esfuerzo deformación para esfuerzos axiales de compresión en un mismo intervalo.

Gráfico 1 Fuerza de compresión respecto a la deformación axial

Gráfico 2 Esfuerzo de compresión respecto a la deformación axial

Se presenta además una serie de fotografías tomadas a los especímenes sintetizados para la realización de las muestras, a fin de observar de mejor manera la constitución física de los mismos:

Figura 6. Sección transversal de un espécimen reforzado con nanotubos de carbono

Figura 7. Sección inferior de un espécimen de espuma reforzado con nano arcilla.

Discusión: De acuerdo con los resultados obtenidos en el apartado anterior, es posible realizar una serie importante de observaciones. Primeramente, de acuerdo

con la tabla 3 se puede determinar que las espumas realizadas se clasifican como de alta densidad rígidas, por lo cual se espera que sean poco deformables y posean coeficientes de conductividad cercanos a 0,035 W/K*m. Respecto a las propiedades de compresión, en el gráfico 1 es posible observar como las muestras de S.NP comienzan a deformarse en un tiempo mucho menor que las NA y las NTC. Esto se observa debido al desplazamiento de la serie azul dentro de la gráfica, para la cual a una carga 10 kN ya ha alcanzado una deformación mayor a 4 cm, mientras que en ese mismo tiempo las otras dos series se encuentran aún sin ceder a la carga de 5 kN. De igual manera se puede observar que el máximo de carga soportada se alcanza en un tiempo menor para S.NP que para NTC, y este a su vez es menor que el requerido para NA. Esto también se puede observar en el gráfico 1, el cual corresponde igualmente al análisis de la cedencia respecto a un tiempo dado para las muestras, pero en cuanto a esfuerzo de compresión. La ventaja que ofrece este segundo gráfico respecto al primero corresponde a la eliminación del factor del área superficial donde se aplica la carga. De esta forma se puede afirmar que a pesar de la falta de exactitud de las muestras cortadas, el efecto de cedencia no está relacionado con las dimensiones. Es por ello que se puede apreciar que presentan una mejor resistencia a compresión con el tiempo las muestras que contienen nano arcilla en su matriz, siendo esta la que soporta mejor la carga a lo largo del tiempo. No obstante, las muestras con nanotubos de carbono poseen un comportamiento muy similar, y representan menos del 0,026% de la masa total de la espuma, mientras que para las nanoarcillas este porcentaje es de 0,26%. Lo cual implica que con un menor porcentaje de nanotubos se puede

obtener las mismas mejorías que agregando nano arcillas. En cuanto a la evaluación de conductividad, es posible apreciar en la tabla 5 como existe una reducción significativa de esta propiedad en los especímenes reforzados con nanopartículas. Los tipos NA presentaron la menor disminución, la cual fue en promedio del 2,25% de la obtenida experimentalmente. Por su parte, los tipos NTC presentaron una reducción promedio mayor a los NA, con un valor de 3,72%. Es por ello que se puede afirmar que reforzar las espumas con nanotubos de carbono brinda mejores propiedades para el aislamiento de temperatura que con nano arcillas, y estas a su vez son mejores que tener el polímero en estado original. Especialmente porque se mantienen los porcentajes de masa de ambos compuestos reforzantes a lo largo de la prueba de conductividad. En cuanto al error encontrado entre los datos experimentales en estado original y el teórico esperado (cercano a los 0.035), este es de cerca de un 20,8% lo cual puede deberse al equipo implementado para realizar la prueba y a la irregularidad de las muestras. No obstante, como este es un estudio comparativo, y el procedimiento implica las mismas fuentes de error para cada uno de los datos tomados, entonces se puede afirmar que los resultados de la tabla 5 son fiables en cuanto al análisis de la tendencia de cambio de las propiedades en las espumas según los aditivos colocados, pero no como dato a utilizar para cálculos posteriores con materiales de este tipo. En cuanto al beneficio de la utilización de nanopartículas, resulta necesario remarcar otras observaciones que se presentaron a lo largo del estudio, entre ellas:







La adición de nano arcilla permitió una mayor homogeneidad de la espuma y mejor facilidad de agitación de los reactivos (figura 7), además de generar una reacción de menor duración. Las muestras con nano arcillas le confieren flexibilidad a las espumas y son más suaves al tacto. Los nanotubos de carbono pueden observarse distribuidos de forma aleatoria en todo el volumen de la espuma y no únicamente en la superficie, siendo observables los acumulamientos de estos a simple vista (figura 6).

Por tanto se puede notar que la adición de nano arcilla al poliol facilita la fabricación de espumas, y permite que estas posean menor rigidez, por lo tanto son más tenaces que las que poseen nanotubos de carbono y las S.NP. Además, estos aditivos se disuelven más rápido dentro el reactivo. Por su parte los nanotubos permiten la facilidad de afirmación de que se encuentran distribuidos en todo el volumen del polímero, mientras que las nano arcillas no se pueden observar a simple vista dentro de la matriz espumosa.

Bibliografia: Conclusiones 







 La adición de las nanopartículas utilizadas, mejora las propiedades mecánicas y disminuye la conductividad térmica de las espumas, haciéndola más propicia para material de embalaje. El mejor refuerzo para espumas de poliuretano son los nanotubos de carbono ya que se obtiene un mayor incremento en las propiedades térmicas y un incremento similar en las propiedades mecánicas tomando en cuenta que los nanotubos de carbono se encuentran en una menor cantidad. La nanoarcilla como aditivo representa un menor costo económico y facilita la síntesis de las espumas de poliuretano, siendo preferible para un proceso en serie. Se recomienda hacer un estudio variando la cantidad de nanopartículas utilizadas para así determinar la concentración óptima donde se consiga las mejores propiedades, ya que esto fue una limitante en el estudio.

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La espuma de poliuretano (2006, 03 de Febrero). QuimiNet, 1. Recuperado de http://www.quiminet.com/articulos/l a-espuma-de-poliuretano2678614.htm. Brydson, J (1966) Plastics Materials (en inglés) Oxford: Iliffe Books Ltd. p. 899. ISBN 0 7506 41320. Cengel, Y. (2011). Transferencia de Calor y Masa: fundamentos y aplicaciones. Cuarta edición, Editorial McGraw Hill. Distrito Federal, México. Rolf Mülhaupt, “La nanotecnología con Polímeros cosecha sus primeros éxitos comerciales”, Revista PlastUnivers de Interempresas, 2004 Revista PlastUnivers de Interempresas, “La nanotecnología con Polímeros cosecha sus primeros éxitos comerciales, 2004 Perugachi, R., Paredes, C. & Cornejo, M. (2015). Las Nanoarcillas y sus potenciales aplicaciones en el Ecuador Revista Tecnológica ESPOL RTE, 19, 1-4.