Caracterización Morfológica de Nanomembranas de Poliamida-66 con Grafeno Obtenidas por Electrospinning

Morphological Characterization of Polyamide-66 Nanomembranes with Graphene Obtained by Electrospinning

En este artículo se describe la síntesis de nanomembranas poliméricas producidas por electrospinning. Se utilizó poliamida-66 (PA-66) para estudiar la influencia de los parámetros de fabricación (concentración de polímero, tensión aplicada, velocidad de flujo de la solución, separación entre la aguja y el blanco) en la morfología de las nanofibras. También se investigó el efecto de la adición de grafeno a la nanofibra. El diámetro medio fue directamente proporcional a la concentración polimérica, el caudal y la tensión aplicada. La adición de grafeno provocó un aumento del diámetro medio, que osciló entre 57 nm para las fibras en ausencia de grafeno y 141 nm para un 2 wt. (%) de grafeno añadido. Cabe destacar, no obstante, que los diámetros medios eran un 37% más pequeños que los valores recogidos en la bibliografía.

INTRODUCCIÓN

Debido a su elevada relación superficie/volumen, la interconectividad de sus fibras y la existencia de espacio intersticial, las nanomembranas son de gran interés en un gran número de aplicaciones en las que las estructuras porosas son deseables, tales como: compuestos estructurales, exocompuestos, nanobiotecnología, sistemas de purificación del aire, bioingeniería, ingeniería medioambiental y electrónica, así como en las industrias de energía, defensa y seguridad     .

Aunque la técnica de fabricación de fibras sintéticas mediante descargas eléctricas se descubrió en el siglo pasado   , sólo recientemente la electrospinning se ha convertido en el objetivo de un gran número de investigadores de todo el mundo  . El principio operativo del proceso de electrospinning es relativamente sencillo, lo que lo hace muy ventajoso en comparación con otros métodos de fabricación de nanofibras . Además, el control dimensional de las nanofibras generadas, la reproducibilidad de los resultados y el gran potencial para aplicaciones industriales a gran escala han hecho que el proceso de electrospinning sea bastante "popular" en los últimos años.

La técnica de electrospinning consiste en la aplicación de un fuerte campo eléctrico entre el polímero y un colector metálico     . Generalmente, el polímero, fundido o en solución, se encuentra en un depósito con un tubo capilar (normalmente una jeringa hipodérmica y una aguja), y es forzado a fluir a través de una aguja por la acción de la gravedad o con la ayuda de una bomba de infusión. Cuando se aplica una alta tensión eléctrica al tubo capilar, que está situado a cierta distancia de un colector (que puede ser plano y estacionario o cilíndrico y giratorio), se produce la polarización en las moléculas de polímero.