Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/538| Estudio del efecto de la funcionalización de nanofibras de carbono en las propiedades mecánicas de compuestos poliméricos nanoestructurados | |
| Octavio Morales Teyssier | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| Un compuesto polimérico es una combinación de una fase polimérica (llamada matriz) y una
fase de refuerzo o relleno, así entonces, los compuestos poliméricos poseen propiedades
deseables no disponibles ya sea en la matriz polimérica o en el material de refuerzo / relleno.
Un compuesto polimérico nanoestructurado esta en consecuencia constituido por una matriz
polimérica con una fase de refuerzo formada por partículas en el régimen de nanómetros que en
lo sucesivo serán denominados como "nanocompuestos".
En fechas recientes, se han realizado intensas investigaciones en el campo de los compuestos
poliméricos nanoestructurados (llamados también nanocompuestos) con el fin de explotar las
propiedades únicas de estas nanopartículas.
Una conclusión general de todos estos trabajos muestra que los nanocompuestos poseen propiedades mecánicas superiores al de
sistemas similares producidos a escala micrométrica.
Debido a su reducido tamaño, las nanopartículas poseen una elevada relación "superficie / volumen" lo cual significa que poseen
una elevada área interfacial.
La teoría de los compuestos poliméricos predice que al incrementarse el área interfacial entre el polímero y el refuerzo o relleno se obtendrá una mejora significativa en las propiedades mecánicas de dicho compuesto.
Es muy amplio el número de polímeros que pueden ser utilizados como matriz para el desarrollo
de nanocompuestos, sin embargo, todavía es limitada la variedad de partículas de tamaño
nanométrico con las cuales se pudiera combinar con eficiencia esa matriz polimérica. A la fecha
las principales nanopartículas estudiadas en matrices poliméricas son las llamadas nanoarcillas
(como la montmorillonita), los nanotubos y nanofibras de carbono así como los nanoalambres de
plata entre otros.
En el caso particular de las estructuras llamadas nanotubos o nanofibras de carbono, estas
poseen "per se" un módulo y una resistencia a la tensión mayor que la del acero, lo cual induce
a pensar en formar compuestos poliméricos con estas nanoestructuras para obtener una nueva
clase de compuestos.
Sin embargo, el uso de estos materiales ha empezado apenas recientemente a ser investigado, a medida que cantidades suficientes y de buena calidad de estas
nanoestructuras se hacen disponibles.
Uno de los principales retos en el desarrollo de materiales poliméricos nanoestructurados
consiste en lograr que las nanopartículas alcancen un alto grado de dispersión en la matriz
polimérica; K.I. Winey Esta afirmación puede ser extrapolada fácilmente a las nanofibras de carbono debido a que estas poseen características similares a las de los nanotubos, diferenciándose básicamente de los nanotubos de pared múltiple (MWNT) en lo referente a tamaño y relación largo / diámetro (L/D), siendo de mayor tamaño las nanofibras, así como presentan una mayor densidad de defectos. Las propiedades de estos compuestos nanoestructurados en consecuencia dependen fuertemente de la dispersión de las nanofibras en la matriz polimérica, la cual a su vez esta relacionada con la historia del procesamiento así como de las interacciones entre el polímero y las nanopartículas. De aquí la importancia de entender el efecto de la funcionalización de las nanofibras de carbono y su impacto en las interacciones "nanotubos de carbono - matriz polimérica", así como en la morfología del compuesto nanoestructurado que se obtiene como resultado. El enfoque del presente trabajo experimental se centra en caracterizar las propiedades mecánicas de nanocompuestos poliméricos tratados químicamente para incrementar la interacción Matriz - nanopartícula, para lo cual, nanofibras de carbono (Pyrograf Ill®) fueron dispersadas en una matriz polimérica (poliestireno) en "fundido", utilizando una cámara de mezclado. Se prepararon muestras adecuadas para realizar una amplia caracterización en propiedades mecánicas entre las que se incluyen pruebas en tensión y análisis mecánico - dinámicas, así como mediciones reológicas. La morfología de los nanocompuestos fue estudiada mediante técnicas de microscopia electrónica de barrido y microscopia óptica en luz polarizada (SEM y MOP respectivamente). La estrategia implementada para incrementar la interacción "Matriz - Nanopartícula" en el presente trabajo incluyo el tratamiento de las nanofibras con diversos peróxidos orgánicos. Entre los resultados obtenidos a partir de este estudio se observaron incrementos notables en modulo de Young en tensión (G), así como en módulos de Almacenamiento (E'); estos resultados pueden ser atribuidos al incremento en la adhesión interfacial. | |
| 2005 | |
| Trabajo de grado, maestría | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
Cargar archivos:
| Fichero | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|
| Octavio Morales Teyssier.pdf | 5.48 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |