Obtención de Materiales Híbridos de Polipirrol y Polianilina con Nanoplacas de Grafeno Funcionalizadas con Plasma Frío

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Ing. José Daniel Rodríguez Almendárez

Resumen
En este trabajo se desarrolló un nanocompuesto híbrido de nanoplacas de nanoplacas de grafeno, las cuales fueron modificadas por un tratamiento secuencial de plasma. En primer lugar, se llevó a cabo el tratamiento de nanoplacas de grafeno con plasma de argón para purificar y modificar la superficie del material, posteriormente se llevó a cabo un segundo tratamiento con plasma de anilina y finalmente un tercer tratamiento con plasma de pirrol; el objetivo de los últimos tratamientos es sintetizar polianilina y polipirrol sobre la superficie de las nanoplacas de grafeno y sumar la capacidad de conductividad eléctrica de estos polímeros en la conductividad eléctrica de las nanoestructuras de carbono y proporcionar una interfaz compatible de las nanoplacas de grafeno en una matriz polimérica de polivinil butiral. De forma paralela, se llevó a cabo la síntesis de polivinil butiral mediante la síntesis de hemiacetales, el cual es un material adhesivo que en conjunto con las nanoestruturas modificadas puede ser útil en el desarrollo de adhesivos conductores con aplicaciones en el desarrollo de materiales flexibles conductores, en generadores de energía solar y energía térmica, entre otras.
Los resultados del tratamiento de argón fueron caracterizados por DRX, RAMAN y pruebas de dispersión en etanol, los cuales indican un cambio en la tensión superficial y la remoción de material amorfo de las nanoplacas de grafeno. Para el proceso de polimerización por plasma se caracterizó el tratamiento con plasma de anilina por medio de FTIR empleando un sustrato de bromuro de potasio, obteniendo las señales de las aminas primaria y secundaria, así como la banda de los enlaces hidrocarbonados las cuales son características de la polianilina. De la misma manera, se caracterizó la modificación por plasma del pirrol obteniendo las señales de las aminas secundarias, enlaces carbono-nitrógeno, así como los enlaces hidrocarbonados los cuales son característicos del polipirrol. Los nanocompuestos conformados por las nanoplacas de grafeno modificadas con polipirrol y polianilina se caracterizaron por las técnicas de FTIR, DRX, TGA y SEM, las cuales indican la presencia de grupos orgánicos, así como cambios morfológicos y térmicos.
Por otra parte, el polivinil butiral sintetizado se caracterizó por FTIR, DRX, RMN, TGA y SEM. Los resultados de FTIR y RMN indican la presencia de enlaces del grupo aromático, así como la presencia de grupos hidroxilos, éteres y enlaces hidrocarbonados característicos de este material. Los resultados de DRX indican una estructura semicristalina, el análisis SEM muestra una morfología cuasiesférica y el TGA muestra el comportamiento térmico del copolímero de PVB.

Obtención de Materiales Híbridos de Polipirrol y Polianilina con Nanoplacas de Grafeno Funcionalizadas con Plasma Frío


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