Estudio del efecto de la adición de CNT sobre las propiedades de matrices de polipropileno

Abstract

El presente trabajo se centra en el desarrollo de nanocompósitos poliméricos a base de polipropileno (PP) con nanotubos de carbono (CNT), mediante mezclado en estado fundido. Se estudia el efecto sobre el torque, propiedades térmicas, mecánicas, barrera y de conductividad eléctrica de cuatro matrices de PP de diferentes pesos moleculares y procedencias, al adicionar cargas de 2%, 5% y 10% en peso de CNT de origen comercial. En una segunda etapa, se preparan nanocompósitos utilizando la matriz de PP que presenta las mejores propiedades y CNT con propiedades magnéticas, sintetizados a partir de ferroceno (por medio del método de deposición química de vapor). Con estos, se busca analizar si el origen de los CNT tiene un efecto sobre las propiedades de los nanocompósitos, y verificar si efectivamente las propiedades magnéticas de las partículas son adquiridas por la matriz, al adicionar pequeñas concentraciones de estas. Los resultados obtenidos muestran que las matrices de menor peso molecular (PPmet y PP2621) poseen un menor umbral de percolación, una disminución más drástica de la permeabilidad al oxígeno, un aumento en el módulo de Young y una disminución marcada en la deformación a la rotura al adicionar CNT de origen comercial, con respecto a las matrices de mayor peso molecular (PP1310 y PP0130). La adición de CNT con partículas que presentan propiedades magnéticas modifica la naturaleza diamagnética de la matriz transformándola en un compuesto ferromagnético, el cual presenta una magnetización de saturación máxima de 2.7 [emu/g] y una coercitividad cercana a los 500 [Oe] para el 6% de carga. Por su parte, las propiedades térmicas, mecánicas y de conductividad eléctrica de estos nanocompósitos magnéticos no presentan diferencias sustanciales a las observadas por lo compuestos preparados con CNT de origen comercial. Por lo tanto, se logró concluir que la matriz utilizada para la preparación de nanocompósitos de PP con CNT tiene un importante efecto sobre las propiedades de estos. Además, se observó que las propiedades magnéticas de los CNT sintetizados a partir de ferroceno pueden ser traspasadas a los nanocompósitos, sin variar significativamente las propiedades en estudio.