Mejora de polímeros para aviación

UPV/EHU05/03/2014

Vivimos rodeados de polímeros y, en la actualidad, existe una tendencia de modificar dichos polímeros, para obtener nuevas aplicaciones, en lugar de obtener nuevos polímeros. Un estudio del Grupo de Tecnología de Polímeros de la UPV/EHU obtiene magníficos resultados en la mejora de las propiedades mecánicas y de la conductividad eléctrica del polímero poli(éter imida), empleado entre otras cosas para desarrollar piezas de los aviones, gracias al empleo de nanotubos de carbono. El estudio se ha publicado en la revista especializada Composites, Part A: Applied Science and Manufacturing.

Los nanotubos de carbono tienen unas propiedades mecánicas excelentes, son muy resistentes, muy rígidos, y además, son conductores de la electricidad. “El problema que tienen es que se dispersan, es decir, se mezclan con mucha dificultad con los polímeros,” señala Iñaki Eguiazabal, miembro del Grupo de Tecnología de Polímeros. Por ello, es fundamental encontrar métodos que permitan alcanzar un alto grado de dispersión y de estabilidad de los nanotubos de carbono en la matriz polimérica. “En esta investigación, hemos dado con la exitosa preparación de uno de estos materiales”, añade.

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Micrografía electrónica de transmisión del nanocompuesto (poli(éter imida)-poli(butiléntereftalato))/nanotubos de carbono con 3% de nanotubos. UPV/EHU.

El objetivo de esta investigación ha sido mejorar las propiedades mecánicas de la poli (éter imida). La poli (éter imida) es un polímero que posee muy buenas propiedades mecánicas y térmicas, y se utiliza, entre otras cosas, para hacer piezas interiores de los aviones. Sin embargo, como la gran mayoría de los polímeros es un material aislante desde el punto de vista eléctrico. “Añadiendo los nanotubos de carbono, conseguimos no solamente mejorar aún más las propiedades mecánicas de dicho material, sino que además lo hacemos conductor de la electricidad,” explica Iñaki Eguiazabal. Ello puede permitir, entre otras cosas, su utilización en aplicaciones de pintado electrostático.

Desde los inicios, la actividad del GrupoTecnología de Polímeros integrado en el Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros y en el Instituto de Materiales Poliméricos, Polymat, de la UPV/EHU, se centró fundamentalmente en el estudio de mezclas de polímeros, con el objetivo de obtener nuevos materiales de prestaciones optimizadas.

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Imanol Goimez e Iñaki Eguiazabal, investigadores del Grupo de Tecnología de Polímerosde la UPV/EHU. UPV/EHU

Actualmente, la línea de trabajo más reciente del Grupo se centra en el estudio de sistemas nanocompuestos constituidos por polímeros termoplásticos y arcillas laminares modificadas orgánicamente o nanotubos de carbono. En esta línea, se han desarrollado nuevos materiales nanoreforzados basados en polímeros técnicos y, en el caso de los sistemas con nanotubos de carbono, conductores de la electricidad. Los sistemas ternarios basados en mezclas poliméricas a las que se incorporan nanopartículas han permitido combinar las ventajas ofrecidas por el mezclado con las proporcionadas por los nanocompuestos, incluyendo la obtención de materiales supertenaces con un conjunto optimizado de propiedades.

El trabajo titulado 'Widelydispersed PEI-basednanocompositeswithmulti-wallcarbonnanotubesbyblendingwith a masterbatch', recientemente publicado en la revista especializada Composites, Part A: Applied Science and Manufacturing, una de las más importantes de su categoría, y del que son autores los Dres. Imanol González e Iñaki Eguiazabal, es una aplicación de la sinergia mencionada entre las mezclas poliméricas y los nanocompuestos.

Mejor dispersión y aumento de la conductividad eléctrica

Para el caso de la poli (éter imida), han recurrido a incorporar a dicho polímero una mezcla basada en el poli (butiléntereftalato) con una alta concentración de nanotubos dispersos.En realidad, “el poli (butiléntereftalato) no posee las magníficas propiedades que posee el polímero que estamos intentando mejorar, pero ambos polímeros se mezclan muy bien y de este modo se consigue que dicha dispersión se extienda a toda la mezcla,” comenta Eguiazabal.

“Aunque se produce una reducción de la estabilidad térmica, se consigue conductividad eléctrica con la adición de un 1% de nanotubos de carbono,” añade. Por otro lado, “las propiedades mecánicas de la poli (éter imida) mejoran aún más”. Por último, a todo ello se une el hecho de que la viscosidad de los nanocompuestos se ve notablemente reducida gracias a la presencia del poli (butiléntereftalato), lo que supone una mejora apreciable de la procesabilidad de los materiales a pesar de la presencia de los nanotubos que tienden a aumentar la viscosidad. Dicha reducción de la viscosidad permite la obtención de productos con secciones de pequeño espesor o de geometría compleja.

 

Referencias

I. González, J.I. Eguiazabal. WidelydispersedPEI-basednanocompositeswithmulti-wallcarbonnanotubesbyblendingwith a masterbatch. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X13001711

Notas

El Grupo de Tecnología de Polímeros está integrado en el Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros y en el Instituto de Materiales Poliméricos, Polymat, de la UPV/EHU. Sus campos fundamentales de trabajo son el estudio de mezclas de polímeros y de nanocompuestos con arcillas laminares y nanotubos de carbono, con el objetivo de obtener nuevos materiales de prestaciones optimizadas. Iñaki Eguiazabal es investigador y profesor en ese departamento. La actividad del grupo a lo largo del conjunto de su trayectoria ha dado lugar a la publicación de más de 150 artículos científicos en revistas internacionales de impacto. El trabajo titulado 'Widelydispersed PEI-basednanocompositeswithmulti-wallcarbonnanotubesbyblendingwith a masterbatch', ha sido recientemente publicado en la revista especializada Composites, Part A: AppliedScience and Manufacturing, a cargo de los profesores de la UPV/EHU Imanol González e Iñaki Eguiazabal.

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