Producción de poliestireno nanocelular: estudio de parámetros de fabricación y caracterización de su estructura celular

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es la producción de materiales nanocelulares en base poliestireno. Además se propone una ruta de fabricación alternativa, no utilizada hasta la fecha, que consiste en partir de solidos que poseen de forma intrínseca una nanoporosidad. Se ha realizado un estudio de la influencia de la variación de los parámetros de fabricación en la estructura celular obtenida. Para ello se han empleado dos presiones de saturación (6 y 10 MPa), y se ha trabajado en un rango de temperaturas de saturación entre -32 y -15 ºC. Además la temperatura de espumado se ha variado empleando cuatro temperaturas diferentes (60, 80, 100 y 120 ºC). La estructura nanocelular obtenida depende tanto de la nanoporosidad inicial de los sólidos como de las condiciones de proceso mencionadas. Los polímeros obtenidos son de alta densidad (densidad relativa entre 0.7 y 1) y presentan una densidad de nucleación por encima de 1015 celdas/cm3 y tamaños de celda entre 20 y 50 nm. Por último, se ha estudiado la aparición de una zona microcelular en la zona central de las muestras utilizadas debido a un efecto de coalescencia que evoluciona desde el centro hacia la periferia de la muestra. Se ha comprobado que este fenómeno depende de los parámetros de fabricación y de la elección del material.