Ciencias Y Humanidades

Superficies y Vacío 20(2),6-11, junio de 2007

©Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales

Nanocompuestos poliméricos semiconductores de PET/MWCNT: preparación y caracterización
V. J. Cruz-Delgado, M. E. Esparza-Juárez, B. L. España-Sánchez, M. T. Rodríguez-Hernández, C. A. Ávila-Orta* Centro de Investigación en Química Aplicada, Blvd. Enrique Reyna # 140, 25253,Saltillo Coah. México F. J. Medellín-Rodríguez CIEP/FCQ Universidad Autónoma de San Luis Potosí Salvador Nava # 6, Zona Universitaria, 78210, San Luis Potosí, SLP. México (Recibido: 10 de febrero de 2007; Aceptado: 11 de mayo de 2007)
En este trabajo se reporta la preparación y caracterización de un nanocompuesto polimérico semiconductor de Polietilen Tereftalato (PET) conteniendo 1 y 2% en pesode Nanotubos de Carbono de Pared Múltiple (MWCNT) sin modificar (MWCNT) y modificados mediante plasma de etilenglicol (MWCNT-OH). La presencia del grupo funcional hidroxilo (OH) enlazado a la superficie del nanotubo por acción del plasma fue determinada por espectroscopía infrarroja. Empleando microscopía electrónica de barrido fue posible observar los MWCNT y MWCNT-OH en la matriz de PETcomprobando que la modificación superficial favorece la dispersión y adhesión con el polímero. Por medio de calorimetría diferencial de barrido se determinó que la temperatura de cristalización fue incrementada con la presencia de los MWCNT y sugiere la capacidad de utilizarse como agentes de nucleación. La morfología desarrollada durante la cristalización no-isotérmica de los nanocompuestos fue estudiadamediante un análisis de Ozawa, observándose un crecimiento confinado a 2 dimensiones. Con la incorporación de 2 % de MWCNT el nanocompuesto presenta conductividad eléctrica de 2.48 x 10-4 (S/cm), similar a la de los materiales semiconductores. Palabras clave: MWCNT; Funcionalización; Plasma; Nanocompuestos In this report we discuss the preparation and characterization of semi-conducting polymernanocomposites of polyethylene terephthalate (PET), containing in weight 1% and 2% multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), unmodified (MWCNT) and modified by means of ethylene glycol plasma (MWCNT-OH). We identified by infrared spectroscopy the presence of a functional group of hydroxide (- OH) connected to the surface of the nanotube by action of the plasma. By using scanning electronic microscopy,we observed and verified that the dispersion and adhesion to the polymers MWCNT and MWCNT-OH in the PET matrix was improved by superficial modification. We determined by means of differential scanning calorimeter that the increase in the temperature of crystallization in presence of MWCNT suggests its capacity to be used as a nucleation agent. The morphology developed during the nonisothermalcrystallization of the nanocomposites was studied by means of Ozawa analysis. We observed a confined growth in 2 dimensions and, with the incorporation of MWCNT 2 %, the nanocomposite presents electrical conductivity of 2,48 x 10-4 (S/cm), similar to other semi-conducting materials. Keywords: MWCNT; Functionalization; Plasma; Nanocomposites

1. Introducción Los nanotubos de carbono (CarbonNanotubes, CNT) están compuestos por átomos de carbono con una hibridación sp2 y presentan una estructura cilíndrica cuyo diámetro externo oscila entre 1 – 50 nm, la cual puede consistir de una (Single Wall Carbon Nanotubes, SWCNT) o varias capas (Multiple Wall Carbon Nanotubes, MWCNT) tal como fue evidenciado por Iijima en 1991 [1]. A partir de entonces, se han realizado grandes esfuerzos para comprenderla naturaleza y propiedades que presentan estas nuevas estructuras unidimensionales. En el área de los materiales, se han empleado con éxito como agentes de reforzamiento en diversas matrices tales como metales, cerámicos y polímeros, donde los materiales obtenidos han sido llamados nanocompuestos. La incorporación de cantidades menores al 5% en peso de CNT ha permitido mejorar diversas...