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Artículo

Melt-mixed nanocomposites of SIS/MWCNT: rheological, electrical and structural behaviorNanocompuestos fundidos de SIS/MWCNT: comportamiento reológico, eléctrico y estructural

Resumen

En este trabajo se obtuvieron nanocompuestos basados en el copolímero tribloque poliestireno-b-poliisopreno-b-poliestireno (SIS) elastómero termoplástico relleno con nanotubos de carbono multipared (MWCNT) mediante mezcla fundida. Los nanocompuestos se caracterizaron mediante reometría oscilatoria, resistividad eléctrica, dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los resultados mostraron que tanto la percolación reológica como la eléctrica se alcanzaron con cargas de MWCNT entre 1-3 vol.%. Las pruebas reológicas revelaron que la inserción de MWCNT en SIS mejoraba significativamente el proceso de relajación de los bloques SIS. 

Las mediciones de resistividad revelaron que se obtuvieron nanocompuestos conductores con cargas de MWCNT de ~1,6 vol.%. La resistividad eléctrica disminuyó once órdenes de magnitud desde el SIS puro al SIS/ 5 vol.% MWCNT. Por último, la SAXS y la TEM mostraron que el proceso de mezcla de la masa fundida y la presencia de MWCNT dificultaban el autoensamblaje del SIS en dominios bien ordenados.

INTRODUCCIÓN

El uso de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) en matrices poliméricas para producir nanocompuestos conductores ha sido ampliamente estudiado. Entre la amplia gama de matrices poliméricas, los elastómeros termoplásticos tienen la ventaja de comportarse como elastómeros a temperatura ambiente, pero pueden ser procesados como termoplásticos. Sus propiedades elastoméricas los convierten en buenos candidatos para membranas de intercambio protónico, sensores, fotoactuadores, entre otros.

Los elastómeros termoplásticos basados en copolímeros en bloque tienen una ventaja adicional: sus morfologías se basan en dominios rígidos que anclan dominios flexibles o elastoméricos. La inserción de nanopartículas dentro de estos dominios constituye uno de los enfoques actuales para producir nanocompuestos para conversión y almacenamiento de energía; así, debido a la gran variedad de morfologías que estos dominios pueden asumir, existen una miríada de posibilidades. 

En un trabajo previo nuestro, se produjeron nanocompuestos conductores flexibles basados en el elastómero termoplástico poliestireno-b-polibutadieno-b-poliestireno (SBS) relleno de MWCNT mediante fundición por solución seguida de un proceso de endurecimiento durante varios días. Estos nanocompuestos tenían una microestructura compuesta por cilindros empaquetados en forma hexagonal (HEX) que coexistían con morfologías laminares.

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Información del documento

  • Titulo:Melt-mixed nanocomposites of SIS/MWCNT: rheological, electrical and structural behavior
  • Autor:Barbosa Ferreira, Ludimilla; de Souza Fernandes, Rayane; Suman Bretas, Rosario Elida; Ferreira Santos, João Paulo
  • Tipo:Artículo
  • Año:2020
  • Idioma:Inglés
  • Editor:Sebastião V. Canevarolo Jr.
  • Materias:Propiedades reológicas Nanotubos de carbono Nanocompuestos
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