Nanocompuestos de PVC y nanotubos de carbono: Evaluación de la Resistividad Eléctrica y del Efecto del Disolvente Residual sobre las Propiedades Térmicas de los Nanocompuestos

PVC/Carbon Nanotubes Nanocomposites: Evaluation of Electrical Resistivity and the Residual Solvent Effect Over the Thermal Properties of Nanocomposites

El procedimiento de obtención de nanocompuestos mediante dispersión de las nanopartículas en polímero matriz en disolución con posterior eliminación del disolvente ha sido ampliamente utilizado, por considerar mejor la eficiencia en la obtención de homogeneidad del producto final. Sin embargo, la presencia de disolvente residual puede afectar a los nanocompuestos en las propiedades micro y macroscópicas del producto. El objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades térmicas de nanocompuestos de poli(cloruro de vinilo)/nanotubos de carbono de pared múltiple obtenidos a partir de la disolución del polímero y la dispersión de nanotubos de carbono en tetrahidrofurano (THF), así como la resistividad eléctrica de los nanocompuestos y la influencia del disolvente residual. La presencia de tetrahidrofurano residual reduce la temperatura de transición vítrea (Tg) hasta 26 ºC, siendo independiente de la cantidad de nanotubos de carbono. La eliminación total del disolvente es un factor importante que no induce cambios en las propiedades de la matriz polimérica. Los grupos injerto-COOH en la estructura de los nanotubos conducen a una reducción considerable de la resistividad eléctrica en diez órdenes de magnitud, a partir del 0,4 %wt de nanotubos en la composición del nanocompuesto.

INTRODUCCIÓN

Los nanocompuestos que constan de al menos uno de sus componentes con dimensiones menores a 100 nm han sido ampliamente estudiados en los últimos años debido a sus características de obtención y propiedades macroscópicas del producto final. Entre las fases dispersas utilizadas se incluyen arcillas, nanotubos de carbono, grafeno, nanoesferas de sílice y negro de humo. Incluso con composiciones del orden del 1% (m/m) o menores, estos nanocompuestos pueden inducir cambios significativos en las propiedades fisicoquímicas del material final[1-3].

Existen varios procedimientos descritos en la literatura para obtener nanocomposites con una matriz polimérica, entre ellos:

1. Disolución de la matriz polimérica y dispersión de las nanopartículas en un disolvente, seguida de la evaporación del disolvente[4].

2. Mezcla de los componentes en estado fundido[5-7].

3. Polimerización de la matriz polimérica en presencia de nanopartículas[8-11].

4. Formación de nanopartículas con polimerización simultánea[12-13].

5. Mezcla por compactación en caliente[14].