Síntesis de óxido de grafeno reducido y aminado químicamente y su influencia en las propiedades eléctricas y mecánicas de nanocompósitos a base de caucho natural

Abstract

Se describe un sencillo método de aminación reductiva, basado en la reacción de Leuckart. Este método permite no sólo la reducción del óxido de grafito, sino que también da lugar a grafeno funcionalizado con grupos amina, donde el grado de aminación es de 3.2% en peso, según análisis mediante XPS. El grupo funcional nitrogenado dominante es la amina primaria, pero también se observaron grupos tipo pirrólico y lactama. Se encontró que el grafeno funcionalizado con amina es un material semimetálico debido a la carencia de brecha de bandas, a diferencia del óxido de grafito que presenta una brecha de banda de 2.16 eV. Es sabido que los compuestos grafíticos mejoran las propiedades eléctricas y mecánicas de nanocompósitos con respecto a la matriz polimérica en su estado puro. En este estudio se utiliza el óxido de grafeno reducido y aminado químicamente como refuerzo en nanocompósitos a base de caucho natural, donde se obtienen nanocompósitos de NR/rGO-Am con conductividades eléctricas de hasta 1.5 S/m, muy superior al NR (10-11 S/m)

A very simple method of reductive amination, based on the Leuckart reaction, is reported. This method enables not only the reduction of graphite oxide, but also results in functionalized graphene with amine groups, where the amination degree is 3.2 at.% As determined by XPS. The dominant nitrogen functional group was primary amine, but pyrrolic and lactam-type groups were also observed. It was found that the amine-functionalized graphene is a semimetallic material because of the lack of band gap, unlike the graphite oxide that presented a band gap of 2.16 eV. It is known that the using of graphitic materials improves the electrical and mechanical properties of nanocomposites respect to the polymer matrix in its pure state. In this study, reduced and aminated graphene oxide by chemical reaction is used as reinforcement in natural rubber based nanocomposites, where NR / rGO-Am nanocomposites are obtained with electrical conductivities of up to 1.5 S / m, much higher than NR (10-11 S / m)