Molecular interactions arising in polyethylene-bentonite nanocomposites
A. E. Bonilla-Blancas
Centro de Tecnología Avanzada CIATEQ A.C. -Centro de Tecnología Avanzada. Circuito de la Industria Poniente No. 11, lt. 11, Parque Industrial ex Hacienda Dona Rosa, Lerma, Estado de México, Mexico
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I. C. Romero-Ibarra
Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas-Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN No. 2580, Gustavo A. Madero, C.P, 07340, Ciudad de México, Mexico
Correspondence to: I. C. Romero-Ibarra (E-mail: [email protected])Search for more papers by this authorJ. Vazquez-Arenas
Centro Mexicano para la Producción más Limpia, Instituto Politécnico Nacional, Avenida Acueducto s/n, Col. La Laguna Ticomán, 07340, Ciudad de México, Mexico
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Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, A.P. 70-360, Ciudad de México, 04510, Mexico
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Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, A.P. 70-360, Ciudad de México, 04510, Mexico
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Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Apartado Postal 55-534, Ciudad de México, 09340, Mexico
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High density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) and low density polyethylene (LDPE) are blended, and compared against a similar mixture but functionalized LDPE with maleic anhydride (MAh), HDPE-LLDPE-LDPE-g-MAh. In order to obtain nanocomposites from these polymer blends, a modified bentonite was added by incorporating l-lysine into the bentonite galleries by melt extrusion. The resulting nanocomposites presented improved mechanical properties linked to strong polymer-bentonite interactions and exfoliated structures as verified by transmission electron microscopy and rheometry. A detailed analysis of the feasible polymer-bentonite interactions was conducted, of particular concern between the polar MAh groups and the intercalated l-lysine. To gain further insights into the type of molecular interactions (i.e. polymer-bentonite), a model nanocomposite was synthesized in solution to carry out further assessments through NMR, infrared spectroscopy and rheology analysis. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019, 136, 46920.
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REFERENCES
- 1Bellucci, F.; Terenzi, A.; Leuteritz, A.; Pospiech, D.; Frache, A.; Traverso, G.; Camino, G. Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 547.
- 2Morawiec, J.; Pawlak, A.; Slouf, M.; Galeski, A.; Piorkowska, E.; Krasnikowa, N. Eur. Polym. J. 2005, 41, 1115.
- 3Osman, M. A.; Rupp, J. E. P. Macromolecul. Rapid Commun. 2005, 26, 880.
- 4Arroyo, M.; Suárez, R. V.; Herrero, B.; López-Manchado, M. A. J. Mater. Chem. 2003, 13, 2915.
- 5Zhou, Z.; Zhai, H.; Xu, W.; Guo, H.; Liu, C.; Pan, W.-P. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 805.
- 6Wang, K. H.; Choi, M. H.; Koo, C. M.; Xu, M.; Chung, I. J.; Jang, M. C.; Choi, S. W.; Song, H. H. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 2002, 40, 1454.
- 7Gopakumar, T. G.; Lee, J. A.; Kontopoulou, M.; Parent, J. S. Polymer. 2002, 43, 5483.
- 8Liang, G.; Xu, J.; Bao, S.; Xu, W. J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 3974.
- 9Wang, K. H.; Choi, M. H.; Koo, C. M.; Choi, Y. S.; Chung, I. J. Polymer. 2001, 42, 9819.
- 10Stoeffler, K.; Lafleur, P. G.; Denault, J. Polym. Eng. Sci. 2008, 48, 2459.
- 11Bousmina, M. Macromolecules. 2006, 39, 4259.
- 12Chrissopoulou, K.; Altintzi, I.; Anastasiadis, S. H.; Giannelis, E. P.; Pitsikalis, M.; Hadjichristidis, N.; Theophilou, N. Polymer. 2005, 46, 12440.
- 13Seyidoglu, T.; Yilmazer, U. J. Appl. Polym. Sci. 2012, 124, 2430.
- 14Arunvisut, S.; Phummanee, S.; Somwangthanaroj, A. J. Appl. Polym. Sci. 2007, 106, 2210.
- 15Jang, L. W.; Kim, E. S.; Kim, H. S.; Yoon, J.-S. J. Appl. Polym. Sci. 2005, 98, 1229.
- 16Xie, Y.; Yu, D.; Kong, J.; Fan, X.; Qiao, W. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 4004.
- 17Walter, P.; Mäder, D.; Reichert, P.; Mülhaupt, R. J. Macromol. Sci. Part A. 1999, 36, 1613.
- 18Bonilla-Blancas, E.; Sanchez-Solis, Α.; Manero, O. J. Polym. Eng. 2008, 28, 553.
- 19Heinen, W.; Rosenmöller, C. H.; Wenzel, C. B.; de Groot, H. J. M.; Lugtenburg, J.; van Duin, M. Macromolecules. 1996, 29, 1151.
- 20Yang, L.; Zhang, F.; Endo, T.; Hirotsu, T. Macromolecules. 2003, 36, 4709.
- 21Zhang, Y.; Chen, J.; Li, H. Polymer. 2006, 47, 4750.
- 22Liu, N. C.; Baker, W. E.; Russell, K. E. J. Appl. Polym. Sci. 1990, 41, 2285.
- 23Russell, K. E. J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. 1995, 33, 555.
- 24Do Jang, S.; Condrate, R. A. Clays Clay Miner. 1972, 20, 79.
- 25Kitadai, N.; Yokoyama, T.; Nakashima, S. J. Colloid Interf. Sci. 2009, 338, 395.
- 26Sánchez-Valdes, S.; Méndez-Nonell, J.; Medellín-Rodríguez, F. J.; Ramírez-Vargas, E.; Martínez-Colunga, J. G.; de Valle, L. F. R.; Mondragón-Chaparro, M.; López-Quintanilla, M. L.; García-Salazar, M. L. Polym. Int. 2010, 59, 704.
- 27Phan, T. T. M.; DeNicola, A. J.; Schadler, L. S. J. Appl. Polym. Sci. 1998, 68, 1451.
- 28Százdi, L.; Pukánszky, B.; Földes, E. Polymer. 2005, 46, 8001.
- 29Wagener, R.; Reisinger, T. J. G. Polymer. 2003, 44, 7513.
- 30Sánchez-Solís, A.; Romero-Ibarra, I.; Estrada, M. R.; Calderas, F.; Manero, O. Polym. Eng. Sci. 2004, 44, 1094.
- 31Baghaei, B.; Jafari, S. H.; Khonakdar, H. A.; Rezaeian, I.; As'habi, L.; Ahmadian, S. Polym. Bull. 2008, 62, 255.
- 32Choi, H. J.; Kim, S. G.; Hyun, Y. H.; Jhon, M. S. Macromol. Rapid Commun. 2001, 22, 320.
- 33Lim, Y. T.; Park, O. O. Rheol. Acta. 2001, 40, 220.
- 34Turcsányi, B.; Pukánszky, B.; Tüdõs, F. J. Mater. Sci. Lett. 1988, 7, 160.
- 35Ciardelli, F.; Coiai, S.; Passaglia, E.; Pucci, A.; Ruggeri, G. Polym. Int. 2008, 57, 805.
- 36Lee, E. M.; Oh, Y. S.; Ha, H. S.; Jeong, H. M.; Kim, B. K. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 114, 1529.
- 37Giannakas, A.; Xidas, P.; Triantafyllidis, K. S.; Katsoulidis, A.; Ladavos, A. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 114, 83.
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