ciencia

Estructura general de las arcillas
utilizadas en la preparación de
nanocompuestos poliméricos
Edgar A. Franco Urquiza, María Lluïsa Maspoch Rulduà
Centre Català del Plàstic, Univesitat Politècnica de Catalunya (UPC)
edgar.adrian.franco@upc.edu, maria.lluisa.maspoch@upc.edu

RESUMEN
El presente trabajo detalla la estructura general de las arcillas, las cuales son
utilizadas como fasereforzante en los nanocompuestos poliméricos. La disposición
molecular de los planos atómicos que conforman las arcillas, es explicada a través
de útiles esquemas que mejoran su comprensión. El entendimiento molecular
de las arcillas puede facilitar la selección de los materiales a mezclar así como
también mejorar las condiciones de procesado. Ambos factores son esenciales
en el desarrollo denanocompuestos poliméricos.
PALABRAS CLAVE
Nanocompuestos poliméricos, organo-arcillas, Montmorillonita.
ABSTRACT
In this work, the general structure of clay has been explained. The clays
are commonly used as reinforcement in polymer nanocomposites. Molecular
arrangement of clays has been schematized through atomic planes for better
visualization. Molecular understanding of clays can simplifythe materials
selection as well as improving the processing conditions. Both are essential in
the development of polymer nanocomposites.
KEYWORDS
Polymer nanocomposites, organo-clays, Montmorillonite.
INTRODUCCIÓN
Los nanocompuestos poliméricos fueron desarrollados en los laboratorios
de investigación y desarrollo de Toyota. Por ello, las primeras aplicaciones de
estos novedosos materialesfueron en el campo automotriz.1,2 Desde entonces,
la importancia de la nanotecnología en polímeros ha aumentado a lo largo de
los años,3-5 un hecho que se encuentra representado por la elevada cantidad
de conferencias internacionales que se llevan a cabo cada año.6 Este ritmo
de investigación está bien documentado en revistas internacionales de alto
impacto, las cuales publicaron alrededorde 1200 artículos relacionados con la
nanotecnología de polímeros, solamente en el 2008, según Thomson’s Web of
Science.7 Así, la nanotecnología de polímeros ha comenzado a verse como una
estrategia tecnológica de gran relevancia a nivel mundial, por lo que diversos
países se encuentran invirtiendo fuertemente a través de programas nacionales y

Ingenierías, Julio-Septiembre 2009, Vol. XII,No. 44

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Estructura general de las arcillas utilizadas en la preparación de nanocompuestos poliméricos / Edgar A. Franco Urquiza, et al.

transnacionales con altas expectativas. Los analistas
estiman que el mercado de productos basados en la
nanotecnología podría llegar a alcanzar cifras de
trillones en el 2011.8 Por lo que los nanocompuestos
poliméricos se encontrarían involucradosen
diversos sectores, especialmente en medicina,
instrumentación, medio ambiente, producción de
energía, alimentación, tecnología de la información,
transporte, infraestructura y seguridad.
Por definición, los nanocompuestos son materiales
bifásicos, donde al menos uno de ellos se encuentra
dentro del rango nanométrico (1x10 -9m). Los
nanocompuestos poliméricos son en esencia,
polímerosreforzados con partículas, las cuales
pueden ser esféricas (3 dimensiones nanométricas),
tubulares (2 dimensiones nanométricas) y laminares
(1 dimensión en el rango nanométrico). Esta última,
es la forma más adecuada para obtener un máximo
rendimiento.
Cabe destacar que las partículas son generalmente
arcillas minerales, también conocidas como
filosilicatos o silicatos laminares. Losfilosilicatos
pertenecen fundamentalmente a cuatro grupos
principales: caolinita, esmectita, illitas y clorita.
La arcilla esmectita del tipo montmorillonita
(descubierta por Damour y Salvetat en Montmorillon,
Francia) es hoy en día la arcilla mineral más
extensamente utilizada como fase reforzante en
matrices poliméricas. Además, se encuentra en
numerosas partes del planeta, ya que en la mayoría...