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Preparación, caracterización y aplicación del material nanocompuesto PMMA/HfO2
RODOLFO RAMOS GONZALEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en tecnología de polímeros
Este trabajo de tesis se fundamenta en la preparación y caracterización de un material nanocompuesto de matriz polimérica de polimetilmetacrilato (PMMA) con nanopartículas de óxido de hafnio (Hf02).En la etapa inicial se prepararon nanopartículas de Hf02 utilizando dos rutas del método sol-gel. Con la finalidad de evaluar la fase cristalina y las propiedades morfológicas de las nanopartículas obtenidas se utilizaron la difracción de rayos-X (DRX) y la microscopía electrónica de barrido (MEB) como técnicas de caracterización. La fase cristalina que presentaron las muestras de H102 fue de tipo monoclínica y en algunos casos se presentaron mezclas de fases. Los diámetros de partícula obtenidos fueron de 5 a 16 nanómetros. Cabe destacar que a partir de esta etapa se decidió seleccionar solamente una ruta de preparación de nanopartículas de Hf02 para proseguir con las etapas consiguientes. La segunda parte de este trabajo de investigación consistió en la modificación superficial de las nanopartículas de Hf02 con ácido oleico (AO), esto para lograr una buena interacción entre las partículas y la matriz polimérica, además de mejorar la dispersión y distribución de las partículas dentro de la matriz. La existencia del recubrimiento orgánico se pudo confirmar mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (IRTF), espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN13C) en estado sólido, análisis termogravimétrico (ATG) y microscopía electrónica de transmisión (MET).
Con este estudio se determinó que la modificación superficial de las nanopartículas de óxido de hafnio con AO se llevó a cabo mediante la reacción entre los grupos hidroxilo (-OH), presentes en la superficie de las partículas, y los grupos carboxilo (-COOH) del AO. Además, se pudo comprobar que la densidad de recubrimiento delAO en la superficie de las nanopartículas de Hf02 aumenta conforme se incrementa la cantidad de AO utilizado para modificar las nanopartículas. Y las propiedades superficiales de las nanopartículas fueron modificadas debido a la presencia del AO, cambiando de hidrófilas a hidrófobas. La tercera parte de este trabajo consistió en la preparación del material nanocompuesto PMMA/Hf02.Este nanocompuesto se obtuvo mediante moldeo por solución, se prepararon muestras con diferentes concentraciones de carga inorgánica con el propósito de estudiar las propiedades de estabilidad térmica, morfológicas y dieléctricas. La estabilidad térmica se incrementó debido a la presencia y distribución de las nanopartículas de Hf02en la matriz de PMMA. Se prepararon capacitores analizar una posible aplicación del material nanocompuesto como material dieléctrico.
2013
Tesis de doctorado
QUÍMICA
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