Preparación de compuestos poliméricos de politereftalato de etilenglicol con óxido de grafeno reducido

Jiménez Vara, Paloma Berenice (2013) Preparación de compuestos poliméricos de politereftalato de etilenglicol con óxido de grafeno reducido. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

En la actualidad el desarrollo de materiales compuestos forma parte de un gran número de investigaciones, debido a que se pueden aprovechar las propiedades de cada uno de los elementos constituyentes de éste y desarrollar un material avanzado con un mayor campo de aplicación. El desarrollo de nuevos materiales va encaminado a satisfacer principalmente las necesidades de la industria pero a su vez también el área de investigación. Aunado a esto, la síntesis y preparación de estos materiales, cumplen con los requerimientos para aplicaciones en sistemas electrónicos, biológicos, aeronáuticos, etcétera. En el presente trabajo de investigación, se prepararon compuestos poliméricos de Politereftalato de etilenglicol (PET) y óxido de grafeno reducido (rGO), como carga o material reforzante, una vez sintetizados estos materiales, se estudió su comportamiento reológico, también se analizó la dispersión del rGO en la matriz del polímero, así como su morfología. Es importante remarcar que el rGO utilizado en este trabajo de tesis fue obtenido por medio de la oxidación del grafito utilizando el método de Hummers y una posterior reducción química usando hidrosulfito de sodio. Aunado a lo anterior se evaluó un compatibilizante ionómero de poliéster (PETi), con la finalidad de homogenizar la dispersión del rGO en la matriz del polímero, la principal función del compatibilizante es promover la intercalación/exfoliación del material reforzante en la matriz polimérica. Los materiales compuestos fueron sometidos a un estudio de microscopía óptica, con el fin de evaluar la dispersión del rGO en la matriz del polímero, así como su morfología. Los resultados obtenidos de este estudio nos muestran, que no se logró obtener una morfología con una distribución homogénea del rGO en la matriz polímerica, sin embargo, de entre todas las muestras analizadas se consiguió una mejor dispersión en el compuesto de (PET+PETi 2 5.0% en peso +rGO 0.1% en peso), lo cual se atribuye a la relación de compatibilizante/rGO que se aplicó a la muestra. A su vez, también se realizó un análisis reológico a los materiales en “estado de fundido” y en “estado sólido”, con la intención de analizar las interacciones macromoleculares entre la matriz y el rGO. Los resultados obtenidos mediante los análisis reológicos aportaron información importante referente al comportamiento macromolecular que existe en los compuestos y su procesamiento; se puede decir que el material compuesto de (PET+PETi5.0% en peso +rGO 0.1% en peso), es una buena opción para su procesamiento, esto en base al comportamiento reológico obtenido a bajas frecuencias, en este intervalo de frecuencias dicha muestra presentó menos viscosidad, lo que es conveniente para su procesamiento, debido a que requiere menos energía para su procesamiento. Por otra parte, en los resultados obtenidos mediante la caracterización reológica de las muestras con un estado sólido aparente, el compuesto con mejores resultados, fue el mismo que en estado fundido (PET+PETi5.0% en peso +rGO 0.1% en peso), el cual, aunque no presentó un aumento apreciable en su módulo elástico, se observó que dicho módulo no tuvo un decremento significativo cuando la temperatura aumenta, en comparación con el PET virgen y el resto de los materiales preparados. Los resultados obtenidos mediante microscopía óptica también muestran que esta muestra presenta la mejor dispersión del rGO en la matriz polimérica.

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