Nereis. Interdisciplinary Ibero-American Journal of Methods, Modelling and Simulation.

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Polymer Bisphenol-A, the Incorporation of Silica Nanospheres into Epoxy–Amine Materials and Polymer Nanocomposites

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Abstract

Abstract: It is presented the three principal reactions involved in the curing of a diamine with a diepoxide, the modelling of functional groups for crosslinked polymers, the formation of a DGEBA monomer, the polyaddition of bisphenol?A to DGEBA forming a polyether product, the reaction of DGEBA monomer with curing agent Jeffamine D?230 and the start of the crosslinking process to form DGEBA–Jeffamine D?230 resin. Composites of silica (SiO2) nanospheres, coated with cross-linked epoxy–amine, were synthesised and examined by29 Si-magic-angle-spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The most representative fact is that epoxy-modified nanospheres lost less weight at high temperatures. At temperatures greater than 300ºC the loss of weight for epoxy-modified nanospheres was lower than for unmodified nanospheres. This helped them to retain their structures as the loss of weight can have adverse effects on network defects, because of the loss of crosslinks by unit of volume. The mechanical properties of epoxy nanocomposites, strengthened with SiO2 spherical nanoparticles unfunctionalized or functionalized with amine or epoxy, increase up to reinforcement percentages of 3–5%.

Keywords: polycarbonate, bisphenol-A, polymer nanocomposites, silica nanospheres, epoxy–amine material.

Resumen: Se presentan las tres principales reacciones en el curado de una diamina con un diepóxido, el modelado de grupos funcionales para polímeros entrecruzados, la formación de un monómero de DGEBA, la poliadición de bisfenol-A a DGEBA formando un producto poliéter, la reacción de monómero de DGEBA con el agente de curado Jeffamine D-230 y el inicio del proceso de entrecruzamiento para formar la resina DGEBA–Jeffamine D-230. Composites de nanoesferas de sílice (SiO2), cubiertas con epoxi–amina entrecruzada, se sintetizaron y examinaron por espectroscopia de resonancia magnética nuclear de ángulo mágico, análisis termogravimétrico, espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier y microscopia electrónica de barrido. El hecho más representativo es que las nanoesferas modificadas con epoxi pierden menos peso a altas temperaturas. A temperaturas mayores de 300 ºC la pérdida de peso para nanoesferas modificadas con epoxi fue menor que para las nanoesferas no modificadas. Esto les ayudó a retener sus estructuras, ya que la pérdida de peso puede tener efectos adversos sobre los defectos de la red, por la pérdida de entrecruzamientos por unidad de volumen. Las propiedades mecánicas de los nanocomposites epoxi, reforzados con nanopartículas esféricas de SiO2 no funcionarizadas o funcionarizadas con amina o epoxi aumentan hasta porcentajes de refuerzo de 3–5%.

Palabras clave: policarbonato, bisfenol-A, nanocomposites de polímeros, nanoesferas de sílice, material epoxi–amina.

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