Preparación y caracterización de filamentos poliméricos electro-conductores, a base de polipropileno y polianilina, mediante un proceso de deformación in situ / Rafael Armando Ley Bonilla

Tesis (Maestría en Materiales Poliméricos) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2006.

Los polímeros se habían utilizado generalmente como materiales aislantes. Sin embargo, en años recientes se ha estado investigando la forma de que estos materiales presenten propiedades electro-conductivas. Esto se ha conseguido por medio de la adición de diferentes tipos de rellenos conductores. Entre los que más se han utilizado destacan el negro de humo, pequeñas partículas metálicas, fibras cortas de grafito y fibra de vidrio recubierta con metal, entre otros. Existen polímeros que por sus propiedades inherentes no necesitan la adición de partículas para conducir la electricidad. A estos materiales se les conoce como polímeros intrínsecamente electro-conductores (ICP´s por sus siglas en inglés), aunque también reciben el nombre de metales sintéticos. A pesar del descubrimiento de que los ICP´s tienen un gran potencial de aplicaciones, aún no se han podido explotar a un nivel industrial deseado, debido principalmente a su baja capacidad de procesamiento térmico. Por esta razón, se ha estudiado la manera de mezclarlos adecuadamente con polímeros convencionales, ya que de esta forma se mantendrían las buenas propiedades mecánicas impartidas por el material de soporte, y se añadiría la capacidad de conducción eléctrica proporcionada por el polímero conductor. Uno de los métodos estudiados para lograr esta combinación de propiedades de los polímeros, es el conocido como "proceso de deformación in- situ". Este proceso consiste básicamente en deformar las partículas del relleno conductor durante el mezclado de los componentes y al mismo tiempo obtener el producto en la forma final que se desea. Para lograr esto, generalmente se utiliza un equipo de extrusión. En este trabajo se investigó la influencia que puede tener el procesamiento térmico, empleando un extrusor mono-husillo y un dado capilar, sobre la deformación de las partículas de un complejo electro-conductor de polianilina (PANIPOL) en el seno de un material aislante (polipropileno). La microestructura desarrollada por las partículas del relleno conductor en el interior de la matriz aislante fue analizada inicialmente mediante microscopía óptica, utilizando luz transmitida. Los resultados del análisis indican que bajo determinadas condiciones de procesamiento se puede obtener orientación del complejo conductor, preferentemente en dirección paralela al eje principal de los filamentos de material compuesto obtenidos. También se analizó la microestructura de los extruidos por medio de microscopía electrónica de barrido. El análisis reveló que la morfología de la matriz de polipropileno cambia debido a la adición del complejo conductor PANIPOL a las mezclas poliméricas. Por otro lado, se determinó la conductividad volumétrica en dirección paralela al eje principal de los filamentos de material compuesto. En base a los valores calculados de la conductividad se pudo observar que a pesar de tener valores relativamente bajos de conductividad, estos se encontraban en un nivel aceptable de manera que los filamentos tuvieran aplicación potencial como materiales antiestáticos.