Polimeros nanoestructurados

Nanostructured polymers

We refer to a nanostructured material when:

- The material is composed of primary particles and nanometric show a high uniformity (homogeneity) of sizes, structures, etc.

-These primary nanoparticles give rise to secondary structures sorted (called nanostructures)

Los polimeros se pueden desarrollar de diversas formas y los polimeros nanoestructurados se obtienen de distintos caminos, como lo son:

• copolímeros de bloque e injerto
• micelas de micro- y compuestos macromoleculares
• polímeros funcionales
• materiales con adición de nanopartículas
• estructuras supramoleculares

El más utilizado en la industria es el de copolímeros de bloque e injerto, se utiliza para la fabricación de materiales nanoestructurados ya que utiliza la tecnología de auto ensamblado y esta permite obtener morfologías bien definidas a escala manométrica. Así mismo se hace también crecimiento por:

[pic 1]

Y el autoensamblaje para polímeros, que consta de 3 etapas:

1ª Etapa: Oxidación

La oxidación suave del polímero produce grupos funcionales en la superficie, como hidroxilos, aldehidos o grupos carboxílicos. Cuando la superficie está funcionalizada es posible activarla mediante tecnología de autoensamblado. Esta etapa es crítica para evitar la degradación de la superficie

2ª Etapa: Auto-ensamblado

Durante el proceso de oxidación se han formado grupos que proporcionan sitios activos para el auto-ensamblaje de moléculas que presenten grupos funcionales adecuados. La tecnología se basa en la formación enlaces Covalentes. Las moléculas bifuncionales son compuestos organo-metálicos con grupos funcionales adecuados

3ª Etapa: Nanomodificación

Las nanopartículas se depositan formando una monocapa sobre la superficie del polímero. El espesor de esta capa es de 5 a 20nm similar al de las partículas.

Parámetros importantes: Disolvente, concentración del baño, tipo de molécula bifuncional, tiempo, temperatura, etc.

Aunque los materiales nanoestructurados son a base de nanotubos de carbono ya que son los más estudiados hasta el momento debido a sus propiedades mecánicas y físicas.

Se requiere la funcionalización los nanotubos de carbono son sometidos a diversos tratamientos, ya que de aquí se obtiene la dispersión. Funcionalizaciones con grupos: carboxilos, amidas y aromáticos.

Actualmente se utiliza polipropileno y  polietileno debido a  que son polímeros semicristalinos.

Para la caracterización de estos se utiliza:

IR

TGA

DSC

Espectroscopia Ramman

Análisis dinámico mecánico

Estos influyen directamente sobre la nanoestructura formada dentro de la matriz polimérica  que a su vez será la responsable de las propiedades macroscópicas del material nanoestructurado.

Por lo tanto se vuelve indispensable el uso de dispersión de rayos-x de ángulos bajos (SAXS) acoplado a la difracción de rayos-X de ángulos amplios (WAXD) en tiempo real con radiación de sincroton, ya que esta técnica permite obtener información de la evolución la de la nanoestructura en función de variables de procesamiento comunes como son: temperaturas de cristalización, presencia de esfuerzos, velocidades de enfriamiento , etc.

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