Materiales compuestos de superficie sólida fabricados a partir de un jarabe de polimetilmetacrilato, trihidróxido de aluminio y cargas minerales naturales

Abstract

Se desarrolló un material compuesto a partir de un jarabe de polimetilmetacrilato (PMMA), trihidróxido de aluminio (ATH) y cargas minerales naturales (CMN) con propiedades similares al material comercial Krion®. Con este propósito, se fabricaron materiales compuestos en dos etapas: En la primera etapa, se realizó la polimerización parcial, en masa, vía radicales libres del metacrilato de metilo (MMA) para obtener un jarabe de polimetilmetacrilato y se determinaron los parámetros de la polimerización necesarios para evitar el efecto de autoaceleración y, al mismo tiempo, lograr un jarabe de un porcentaje de conversión de PMMA capaz de evitar la sedimentación de partículas de ATH. En la segunda etapa, se fabricaron y caracterizaron diversas muestras de materiales compuestos a partir de la mezcla del jarabe de PMMA obtenido anteriormente, partículas de ATH y CMN, con el propósito de determinar los parámetros adecuados para lograr propiedades similares al Krion®. Se ha demostrado que, para evitar la autoaceleración y la sedimentación de ATH, se debe lograr un jarabe con un porcentaje de conversión de MMA en PMMA entre 20% y 25% en peso y la polimerización parcial debe realizarse con 0,1% en peso de peróxido de benzoilo (PBO) y 0,2% en peso de etilenglicol dimercaptoacetato (EGDM) a 85°C durante 90 minutos. Similarmente, para obtener propiedades similares al Krion®, los parámetros para la fabricación de un material compuesto de PMMA reforzado con partículas de ATH y CMN son: 40% jarabe / 60% ATH / %CMN variable según el tipo de carga, 0,1% en peso de PBO adicional, 2,0% en peso de etilenglicol dimetacrilato (EGDMA) y 13 horas de curado en un horno a 85°C. Las propiedades del material compuesto con solo ATH fabricado bajo estas condiciones son: 53 MPa de resistencia a flexión, 8054 MPa de módulo elástico en flexión y 91 HRM de dureza. La calidad estética mejora con la incorporación de CMN pero las propiedades mecánicas disminuyen.

Palabras clave: superficie sólida, polimerización radicalar, polimetilmetacrilato, trihidróxido de aluminio, carga mineral natural.