Mica silicato de aluminio y potasio - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

El nombre mica se usa para describir un grupo de minerales de aluminosilicato que exhiben una estructura cristalina en capas con planos de escisión basal perfectos. Mica es un término general para otros silicatos de hidrato de metal con partículas en forma de placa que tienen relaciones de aspecto de 50 100, o incluso hasta 120, más altas que la mayoría de los talcos. El grupo de mica tiene alrededor de 30 miembros, pero solo unos pocos son comunes. Moscovita, flogopita y biotita son representantes importantes de este grupo. La moscovita es una de las micas más comunes y se encuentra en una amplia variedad de entornos geológicos debido a su estabilidad. En algunos lugares se extraen cristales de 2-3 m de ancho. La moscovita puede variar en composición química como resultado de la sustitución atómica (Na por K; Mg y F por Al). La flogopita se encuentra en calizas, dolomitas y rocas ultrabásicas ricas en magnesio metamorfoseadas. La biotita, similar a la moscovita, también está muy extendida. Por lo general, se asocia con minerales que se formaron a alta temperatura y presión. En estos dos minerales se pueden encontrar varios elementos, distintos de los incluidos en sus composiciones químicas típicas. Estos incluyen: Na, Rb, Cs, Ba, F y Ca. La diferencia más importante entre flogopita y biotita es que la biotita contiene una cantidad sustancial de hierro. De las tres micas caracterizadas anteriormente, la moscovita y la flogopita son las más utilizadas. La moscovita es casi incolora, la flogopita tiene un color marrón dorado, mientras que la biotita es negra. El color influye en gran medida en las aplicaciones de la mica y, en la práctica, la moscovita y la flogopita son los únicos minerales utilizados, siendo la moscovita la más popular. Las cargas de mica se obtienen mediante la separación de la mica de otros minerales que pueden constituir del 10 al 20% del contenido mineral. La mica se muele en seco o en húmedo y se clasifica. La trituración mecánica produce escamas con una relación de aspecto baja en un rango de 20 a 40. El proceso puede incluir delaminación ultrasónica que conduce a una relación de aspecto alta de más de 200. Las escamas de rellenos de mica tienen un espesor en un rango de 1 a 3 μm y una anchura en un rango de 10 a 450 µm. Una relación de aspecto alta contribuye en gran medida al refuerzo del polímero y también permite la producción de polímeros muy cargados. Por esta razón, la relación de aspecto debe considerarse como la propiedad individual más importante que caracteriza la calidad de las micas. La tecnología de fabricación de cargas de mica puede incluir la preparación de superficies utilizando silanos, cera de polipropileno maleado y acetato de amina. Estos procesos mejoran enormemente el refuerzo. La delaminación ultrasónica se vuelve especialmente más eficaz cuando se utiliza un tratamiento de superficie. Esto está relacionado con una mayor humectación de la mica, que suele ser difícil en comparación con otros rellenos. El acoplamiento de la superficie también afecta en gran medida la resistencia del polímero relleno al agua, una de las propiedades de la mica más deseadas cuando se compara con otras cargas. Para algunas aplicaciones, es esencial controlar la concentración de hierro que puede variar en un amplio rango, independientemente del tipo de mineral. Hay tipos de moscovita que se sabe que contienen hasta un 5% de Fe2O3 (aunque se esperaría que no contenga ninguno), mientras que la biotita puede contener tan solo un 2% de Fe2O3 (normalmente contiene hierro en su fórmula química). Como alternativa a la mica de moscovita abundante, la mico de flogopita tiene relaciones de aspecto muy altas y mayor resistencia que las cargas minerales similares. La mica es un silicato de aluminio y potasio, a temperatura ambiente se ve color laminar, variable de color amarillo-gris o negruzco, inodoro. Debido a su estructura laminar, tiene escamas de "lámina" a lo largo de planos paralelos a las láminas. Píamente, las micas se caracterizan por dos capas de tetraedros Si2O5 y por un octaédrico de iones Mg+2, Al+3,  y OH- (espesor de las capas de aproximadamente 10 μ). Estas tres capas están unidas débilmente a estructuras similares por los cationes K, Li, Na, Ca. Se utilizan dos tipos diferentes de mica como rellenos en la industria del plástico. Se llaman muscovita, KAl2 (AlSi3O10)(OH)2 y flogopita, KMg3 (AlSi3O10)(OH)2. La moscovita es de color blanco a beige, mientras que la flogopita es de color marrón oscuro a negro. Ambos son materiales térmicamente estables hasta 800°C, sin embargo, la moscovita tiende a emitir más agua por encima de esta temperatura. Ambas formas están disponibles en condiciones no tratadas y tratadas en la superficie. Los tratamientos superficiales comunes son silanos, cera de polipropileno maleado y acetato de amina. Durante la molienda del material, hay desprendimiento entre las capas, por lo que se forman laminaciones extremadamente delgadas de tamaño 1 μ y transversalmente de 4 a 100 μ. Siguiendo la alta relación de aspecto (tipo HAR: alta relación de aspecto) y la facilidad con la que las láminas de mica están orientadas entre sí, podemos obtener compuestos con diferentes características cambiando las tecnologías de procesamiento o simplemente el grosor de los productos : la orientación de las laminaciones en la masa fundida polimérica conduce a grandes variaciones en la resistencia a la fractura en presencia de surcos superficiales de mayor profundidad que el grosor de la "piel". Los aumentos en el módulo elástico E son particularmente significativos. Sin embargo, la introducción de la mica produce un empeoramiento de la resistencia: se puede evitar la fragilidad combinando las fibras de vidrio con la mica. Cuando las características de resistencia no son importantes, se puede usar mica en lugar de fibras de vidrio, mucho menos costosa. También en el caso de la mica, es esencial que la matriz se humedezca y se adhiera bien a las partículas del relleno, para lo cual se recomienda un tratamiento superficial del relleno con silanos y aminosilanos.