Dielectric study of plasticization and antiplasticization effects in Cretaceous samples from Eastern and Western Venezuela

N. Suárezª, M. Aldana^b, V. Costanzo–Alvarez^b, and M. Sequera^b

ª Departamento de Física, Universidad Simón Bolívar, Apartado postal 89000, Sartenejas, Edo. Miranda, Venezuela

^bDepartamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Simon Bolívar, Apartado postal 89000, Sartenejas, Edo. Miranda, Venezuela

Recibido el 24 de noviembre de 2003 ]]> Aceptado el 1 de junio de 2004

Abstract

In this work we have studied plasticization and antiplasticization effects using the thermal stimulated depolarization current (TSDC) technique in rocks samples from Cretaceous strata located in North–Eastern (group A) and South–Western (group B) Venezuela . Drying and rehydration treatments show that the dielectric relaxation peaks of both groups are associated with the physisorbed moisture trapped at different sites in the material. In the samples from group A, drying treatments shift the peaks to higher temperatures. Rehydration treatments move the peaks towards lower temperatures and increase the intensity of the peaks. This could be explained in terms of water molecules acting as a plasticizer, that hint the molecular reorientation by increasing the free volume. Concerning the temperature shifting of the peaks the opposite behavior is observed in samples from group B. This antiplasticization effect could be explained in terms of dynamic interactions and restrictions between the sorbed water molecules and the complex polarizable entities of the material.

Keywords: Structural relaxation; TSDC; plasticization; antiplasticization.

Resumen

Se presenta en este trabajo un estudio de efectos de antiplastificación y plastificación usando corrientes de depolarización estimuladas térmicamente (TSDC) en muestras de rocas de estratos Cretácicos localizados en el Noreste (grupo A) y Sureste (grupo B) de Venezuela. Tratamientos de secado y rehidratación indican que los picos de relajación dieléctrica de ambos grupos están asociados a moléculas de agua atrapadas en sitios distintos en el material. En las muestras del grupo A, los tratamientos de secado desplazan los picos hacia altas temperaturas. Los tratamientos de rehidratación los mueven hacia bajas temperaturas, aumentando su intensidad. Esto puede explicarse en términos de moléculas de agua actuando como un plastificador, que facilitan la reorientación molecular aumentando el volumen libre. Con relación al desplazamiento de los picos en temperatura el efecto contrario es observado en muestras del grupo B. Este efecto antiplastificador podría explicarse en términos de interacciones dinámicas y restricciones entre las moléculas de agua absorbidas y las complejas entidades polarizables del material.

Descriptores: Relajación estructural; TSDC; plastificación; antiplastificación.

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

References

1. A.P. Mathew and A. Dufresne, Biomacromolecules 3 (2002) 1101.        [ Links ]

2. P. Bergquist et al., Macromolecules 32 (1999) 7925.        [ Links ]

3. R.E. Cais et al., Macromolecules 25 (1992) 4588.        [ Links ]

4. V. Costanzo–Alvarez et al., Phys. Chem. Earth (A) 24 (1999) 763.        [ Links ]

5. A. Anagnostopoulou–Konsta and P. Pissis, J. of Phys. D: App. Phys. 20 (1987) 1168.         [ Links ]

6. A. Kyritsis and P. Pissis, J. Polym. Sci.: Polym. Phys 35 (1997) 1101.        [ Links ]

7. K.L. Ngai et al., Macromolecules 24 (1991) 61.        [ Links ]

8. C. Xiao et al., Macromolecules 32 (1999) 7913.        [ Links ]

9. M. Aldana et al., J. of Polym. Sci.: Polym. Phys. 32 (1994)                                                                          [ Links ] ]]> 1 2002 3 3 1101 2 1999 32 32 7925 3 1992 25 25 4588 4 1999 24 24 763 5 1987 20 20 1168 6 1997 35 35 1101 7 1991 24 24 61 8 1999 32 32 7913 9 1994 32 32