Sintesis y caracterización de materiales compuestos polímero/nanaotubos de carbono: Impacto de injerto de polÍmero a la superficie de los CNx MWNTs sobre las propiedades eléctricas y mecánicas de los nano-compuestos.

Abstract

"Unos nuevos materiales híbridos, proviniendo del injerto de poliestireno a la superficie de unos nanotubos de carbono dopados con nitrógeno (CNx MWNT), fueron sintetizados y usados en la elaboración de nano-compuestos a matriz polimérica. En esos trabajos hemos estudiado el impacto de esos nanotubos injertados sobre las propiedades mecánicas y eléctricas de unas matrices de poliestireno (PS) y poli (butedieno-coestireno) (PSBS). Los nanotubos injertados presentan una mejor dispersión en una matrice de PS en comparación con los nanotubos sin tratamiento químico. Sin embargo ese tipo de funcionalización no permite bajar el umbral de precolación eléctrica dado que el injerto aísla eléctricamente los CNx MWNTs. Por otra parte, el refuerzo mecánico de matrices poliméricas (PS) es mejor con injerto, sobre todo cuandolos nano-compuestos están sometidos a grandes deformaciones mecánicas. En el caso particular de una matriz nano-estructurada (PSBS), observamos un refuerzo mecánico mucho más importante. La conexión, vía los CNx MWNTs injertados, de los nano-dominios de PS de la matriz, permitió llevar a cabo la aparición de una red percolante rígida con umbral de percolación muy bajo (Pc < 0.05 vol.%)."

"New hybrid materials from the grafting of polystyrene on the surface of nitrogen doped carbon nanotube were synthesized. These chemically modified nanotubes were further used in the fabrication of polymer based nanocomposites. In these works, we studied the impact of the polymer grafted nanotubes on the electrical and mechanical properties of a polystyrene (PS) and a poly (butadiene-co-styrene) (PSBS) matrices. The grafted nanotubes have a better dispersion in a PS matrix as compared to the as received ones. Nevertheless, this kind of functionalization does not lower the percolation threshold since the grafted polymer layer electrically isolates the nanotubes each others. On the other hand, the mechanical reinforcement (PS matrix) increases when the nanotubes are polymer grafted. Furthermore, a stronger mechanical reinforcement is observed for large strain deformation. Concerning the nano-structured PSBS matrix, we observed a stronger mechanical reinforcement as compared to the PS matrix. The PS grafted nanotubes permit to connect the PS nano-domains of the matrix and consequently forms a percolating rigid network with a very low threshold (PC<0.05 vol.%)."