UNIVERSIDA DE SONORA DIVISIÓN DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INVESTIGACIÓN EN POLÍMEROS Y MATERIALES
Evaluación De Un Material C!"ue#t Pli $E#tiren %c%&uta'ien( Plianilina C! Sen#r De E#)uer*#+
Que para obtener el título de MAESTRO EN CIENCIA DE MATERIALES
Presenta
ING. JORGE URREA PERALTA
HERMOSILLO SONORA
Ma!o de "#
%$ &N'I(E LISTA 'E )IGURAS LISTA 'E TA*LAS
v viii
LISTA 'E A*RE+IAT A*RE+I ATURAS URAS
i,
RESUMEN
,i
(AP&TULO $
-
INTRO'U((I,N -+-+
O&.etiv#
/
-+-+-+
O&.etiv 0eneral
/
-+-+1+
O&.etiv# "articulare#
/
(AP&TULO "
2
ANTE(E'ENTES 1+-+
Pl3!er#
2
1+1+
Cla#i)icación 'e l# "l3!er#
4
1+-+1
Pl3!er# cn'uctre# $Pc#(
-1
1+-+1+-
Plianilina $PANI(
-/
1+-+/
T5cnica# 'e "li!eri*ación
-6
1+1
Materiale# c!"ue#t#
-7
1+/
Me*cla# 'e "l3!er#
-7
1+/+-
Me*cla# 'e "lianilina cn "l3!er#
-4
1+6
Pr"ie'a'e# !ec8nica# en "l3!er#
19
1+2
Sen#re# "ie*%re#i#tiv#
12
1+7+
A"licacióne# 'e "el3cula# 'e "l3!er# electrcn'uctre#
12
(AP&TULO EPERIMENTAL
6/
/+-+
Materiale# : !et'l03a
6/
/+-+-
Pre"aración 'e la# "el3cula# 'e N;R
66
/+-+ /+ -+-
Pre" Pr e"ar arac ació ión n 'e la# "e "el3 l3cu cula la## 'e N; N;R R
66
/+-+-
Recu&ri!ient 'e PANI en "el3cula# 'e N;R+
66
/+1
T5cnica# 'e caracteri*ación
66
/+1+-
Prue&a# !ec8nica#+
64
/+1+/+
Me'ición 'e cn'uctivi'a' el5ctrica
6=
/+1+/
Micr#c"3a electrnica 'e &arri' $SEM(
6>
/+1+6
An8li#i# t5r!ic $TGA
6>
/+1+2
An8li#i# ?TIR
6>
/+1+7
E#tu'i# 'e "ie*%re#i#tivi'a'+
29
(AP&TULO %
26
RESULTA'OS / 'IS(USI,N 6+-
Pr"ie'a'e# !ec8nica#
26
6+1
Cn'uctivi'a' el5ctrica
22
6+/
Micr#c"ia electrónica 'e &arri' $SEM(
27
6+6
Prue&a# 'e ?TIR
24
6+2
Anali#i# ter!ic
24
6+7
Prue&a# c3clica# 'e "ie*%re#i#tivi'a'
2>
(AP&TULO 0 (ON(LUSIONES
=6
RE(OMEN'A(IONES
=2
RE)EREN(IAS
=7
ANEOS
>6
LISTA 'E )IGURAS ?i0ur a -
E.e!"l 'e @!"li!er# !etacrilat 'e !etil+
-7
1
E.e!"l 'e c"li!er# e#tiren : -/ &uta'ien+
1-
/
E#tructura 'el "li $acrilnitril%c%&uta'ien(
1/
6
Ilu#tración e#Bue!8tica 'e l# "l3!er# cn'uctre# !a# c!une# a( Plianilina $PANI( &( Pli"irrl $PP:( c( 1> Pliti)en $PT( '( Pliacetilen $PA(+
2
E#tructura 0eneral 'e PANI
7 4 =
/9
E#ta'# 'e O,i'ación 'e la PANI a( "erni0ranilina &a#e $PN;( &( e!eral'ina &a#e $E;( : c( Leuce!eral'ina /1 $LE(+ O&tención 'e la )r!a cn'uctra 'e PANI $#al 'e e!eral'ina ( a "artir 'e la ,i'ación 'e la leuc!eral'ina /6 &a#e : re'ucción 'e la E!eral'ina &a#e+ Ca!&i# 'e 'i!en#ión 'e una re#i#tencia &a. un e#tr5# /2 ln0itu'inal+
>
Curva 'e E#)uer*%De)r!ación 'e la# "el3cula# 'e N;R 21 "ur : "el3cula# c!"ue#ta# 'e N;R cn Peró,i' 'e Dicu!il : "el3cula# 'e N;R cn Peró,i' 'e Dicu!il : PANI
-9
Micr0ra)3a# 'e la# !ue#tra# en SEM cn una re#lución 22 'e 1999, en la "arte #u"er)icial 'e la "el3cula+ a( N;R cn Peró,i' : &( N;R recu&iert cn PANI+
--
Micr0ra)3a# 'e la# !ue#tra# en SEM cn una re#lución 'e 1999, en la "arte tran#ver#al 'e la "el3cula+ a( N;R 27 cn Peró,i' : &( N;R recu&iert cn PANI+
-1
Prue&a 'e ?TIR 'e N;R N;R Per,i' 'e Dicu!il : 2= N;R Per,i' 'e Dicu!il PANI+
-/
Ter!0ra!a 'e PANI trata'a t5r!ica!ente 'e#'e la 2> te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %-+
-6
Ter!0ra!a 'e una !ue#tra 'e N;R "ur trata'a 2= t5r!ica!ente 'e#'e la te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %-+
-2
Ter!0ra!a 'e una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn 2> PANI trata'a t5r!ica!ente 'e#'e la te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %-+
-7
A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el 2= tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 2!! a una velci'a' 'e 2 !!
-4
A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el 2> tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e -9!! a una velci'a' 'e -9 !!
-=
A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el 2= tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e -2!! a una velci'a' 'e -2 !!
->
A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el 2> tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 19!! a una velci'a' 'e 19 !!
19
A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el 2> tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 12!! a una velci'a' 'e 12 !!
11
Gra)ica 'e re#i#tencia en )unción 'el tie!" "ara una 2> "rue&a 'e -99 c3clic# 'e 2!! cn velci'a' 'e 2!! "r !inut en una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn PANI+
1/
Gra)ica 'e re#i#tencia en )unción 'el tie!" "ara una 2> "rue&a c3clica 'e 2!! cn velci'a' 'e 2!! "r !inut .
LISTA 'E TA*LAS Ta&la
-
Variación 'e la# "r"ie'a'e# !ec8nica# en "el3cula# 'e N;R N;R
>
1
Cn'uctivi'a' el5ctrica 'e la# "el3cula# N;R
->
/
Mue#tra la# te!"eratura# 'e inici 'e la 'e0ra'ación 'e l# "l3!er# 'e PANI N;R Y N;R
->
LISTA 'E A*RE+IATURAS
ACN
Acetnitril
N;R
Pli$acrilnitril%c%&uta'ien(
PANi
Plianilina
PP:
Pli"irrl
T?
Tetra@i'r)uran
RESUMEN
En e#ta te#i# #e "re#enta la &tención 'e "el3cula# ela#t!5rica# 'e Pli $acrilnitril%c%&uta'ien( cnci' c!ercial!ente c! N;R recu&ierta# cn el "l3!er cn'uctr 'e Plianilina $PANI(+ La caracteri*ación Bue #e reali*arn a la# !ue#tra# )uern
!e'icine# 'e cn'uctivi'a' el5ctrica e#"ectr#c"ia 'e IR
E#"ectr#c"ia 'e ?telectrne# e!iti'# "r Ra:# H $HPS( ter!0ravietria !i#cr#c"ia electrónica 'e &arri' $SEM( "rue&a# c3clica#+ C! "ri!era "arte 'el tra&a. #e #eleccinarn l# "li!er# a tra&a.ar utili*an' l# ela#tó!er# S;R : N;R 'e!#tran' Bue !e'iante la "li!eri*ación Bu3!ica in #itu "r e#te !5t' 'e @inc@a!ient n #e "u'iern !e*clar S;R%PANI 'e&i' a #u &a.a a)ini'a' Bu3!ica "r el anill ar!8tic en #u e#tructura en ca!&i cn el N;R%PANI #e "u' &#ervar una &uena a)ini'a' 'e&i' al 0ru" Cian 'el Nitril e#t )ue "#i&le &#ervarl en la e#"ectr#c"ia 'e IR "r l Bue #e eli0ió tra&a.ar cn el N;R+ En la #e0un'a "arte 'el tra&a. #e llevarn a ca& la &tención 'e la# "el3cula# electr cn'uctra# "ara lle0ar a ell #e !'i)icarn al0un# 'e l# reactiv# : "rce## reali*a'# en tra&a.# anterire# : a#i "'er &tener la cn'uctivi'a' : re#i#tencia !ec8nica "ti!a Bue "#terir!ente #e "u'iera evaluar "ara #u utili*ación c! un #en#r 'e e#)uer*#+ Al caracteri*ar la# "el3cula# #e encntró una !u: &uena "r"ie'a' !ec8nica 'e&i' a #u vulcani*ación cn Peró,i' 'e Dicu!il ta!&i5n #e "ue'e ver una 'i#"er#ión @!05nea 'e la PANI en la !atri* 'e N;R tra# el an8li#i# 'e la# !icr0ra)3a# 'e SEM cn una cn'uctivi'a' en "r!e'i 'e -+79 %96 S c!%-+
(AP&TULO $ INTRO'U((I,N L# "l3!er# en 0eneral #n !ateriale# ai#lante# #in e!&ar0 'e#'e @ace varia# '5ca'a# #e @an 'e#cu&iert l# "l3!er# Bue cn'ucen electrici'a'+ L# "l3!er# cn'uctre# #n &uen# cn'uctre# 'e electrici'a' : lla!a'# ta!&i5n !etale# #int5tic# )uern 'e#cu&iert# en ->44 cuan' l# "r)e#re# Alan + ee0er Alan G+ MacDiar!i' : i'eJi S@iraJaKa encntrarn Bue al e,"ner "el3cula# 'e "liacetilen a va"re# 'e :' clr &r! : "enta)lurur 'e ar#5nic #u cn'uctivi'a' el5ctrica au!enta&a 'r8#tica!ente alcan*an' valre# -94 vece# !a:re# Bue l# @a#ta e#e !!ent re"rta'# : 'e#'e entnce# @an 'e#"erta' 0ran inter5# : r8"i' creci!ient en la electrónica+
+
-1
L# "l3!er# #e @an 'i#tin0ui' "r #u# "r"ie'a'e# 'e re#i#tencia !ec8nica : "la#tici'a' Bue le# "er!ite c!"etir cn l# !etale# : "'er #u#tituirl# en al0una# a"licacine# #in e!&ar0 la# "r"ie'a'e# Bue #ie!"re @an 'i)erencia' a l# "l3!er# 'e l# !etale# e# #u cn'uctivi'a' el5ctrica+ L# "l3!er# cn'uctre# #n !l5cula# cn lar0a# ca'ena# 'e @i'ró0en : car&n Bue "re#entan una 'i#tri&ución 'e enlace# '&le# : #encill# alterna'# entre l# 8t!# 'e car&n e#ta alternancia ri0ina la 'e#lcali*ación 'e l# electrne# Bue e# cau#a "rinci"al 'e #u alta cn'uctivi'a'+ L# "l3!er# cn'uctre# !8# e#tu'ia'# #n la Plianilina $PANI( el Pli"irrl $PPY( : el Pliti)en $PT( e#t #e 'e&e a #u# "r"ie'a'e# electrBu3!ica# : ó"tica# Bue le# cn)iere un u# "tencial en !uc@a# a"licacine# inclu:en' #en#re# &ater3a# recar0a&le# recu&ri!ient# re#i#tente# a la crr#ión : !e!&rana# /6+ La Plianilina e# un 'e l# "l3!er# !8# e#tu'ia'# 'e&i' a Bue "re#enta !e.re# "r"ie'a'e# a la 'e l# tr# "l3!er# intr3n#eca!ente cn'uctre# $PCl#(+
L# )actre# Bue atri&u:en a la #u"eriri'a' 'e la PANI cn re#"ect a l# tr# PCI# #n la &uena "rce#a&ili'a' : cn'uctivi'a' el5ctrica 'e#'e el "unt 'e vi#ta ecnó!ic el !nó!er 'e la anilina e# !8# &arat $1974+99 "r litr( en cuant a l# al "irrl $=6-=+99 "r litr( : ti)en $-4/19 "r litr(+ La #3nte#i# e# relativa!ente #i!"le : la# "r"ie'a'e# "ue'en #er a.u#ta&le# )8cil!ente a'e!8# 'e #u# !lti"le# a"licacine# 2+ A e#te ti" 'e !ateriale# #e le# @an encntra' varia# a"licacine# tecnló0ica# i!"rtante# c! el &lin'a.e electr!a0n5tic 'i#i"ación 'e car0a# electr#t8tica# !ue#tra# "telectrónica# : #en#re#+ L# #en#re# electr!ec8nic# tienen a"licación i!"rtante# en r&ótica interru"tre# #en#i&le# al tact : tr# #i#te!a# 'el cntrle# 7+ Per "rinci"al!ente en e#te tra&a. #e "reten'e evaluar #u u# c! un #en#r "ie*re#i#tiv+ La Pie*re#i#tivi'a' e# la "r"ie'a' 'e al0un# !ateriale# cn'uctre# 'e ca!&iar la re#i#tencia el5ctrica cuan' #e l# #!ete a un e#)uer* e#tr5# Bue l# 'e)r!a+El 'e#arrll 'e e#t# !ateriale# )ue el re#ulta' 'e la inve#ti0ación 'e #e!icn'uctre# reali*a' "r ;ell Tele"@ne La&ratrie# a "rinci"i# 'e ->29#+ E#ta inve#ti0ación )inal!ente cn'u. al tran#i#tr+ L# #en#re# Pie*rre#i#tiv e#t8n @ec@# 'e !ateriale# #e!icn'uctre# 0eneral!ente 'e #ilici cn &r en l# cuale#
la
'i#"er#ión
'e
la
car0a
'entr
'e
la
!atri*
"r'uce una re' "ercla' a'ecua' "ara u#ar#e c! #en#re# electrónic#+ Una caracter3#tica
i!"rtante
e#
la
re'
el5ctrica
la
cual
"ue'e
#er !u: #en#i&le a l# ca!&i# a!&ientale#+ E#t# #en#re# "ue'en #er )a&rica'# en "rce## #i!ilare# a l# circuit# electrónic# inte0ra'# : #e "ue'e @acer a !u: "eBuea e#cala cn !icr )a&ricación+ Al0una 'e la# a"licacine# Bue #e utili*an !8# a !enu' #n en la# a5rea# 'e in0enier3a !ec8nica : 'i#ci"lina# a)ine#+ Pr tra "arte 'iver## e#tu'i# 'e !ateriale# c!"ue#t# 'e un ela#tó!er : un "l3!er cn'uctr #e @an re"rta' anterir!ente+ En la !a:r3a 'e l# ca## al #inteti*ar un !aterial cn &uena cn'uctivi'a' el re#ulta' #n !ateriale# )r80ile# :
vicever#a+ De acuer' a e#tu'i# anterire# !e'iante la "re"aración 'e "el3cula# c!"ue#ta# "r el !5t' 'e @inc@a!ient e# "#i&le &tener un !aterial Bue c!&ine la# "r"ie'a'e# !ec8nica# : el5ctrica# 4+ ;a#a'# en e#ta i'ea #e 'eci'ió e#tu'iar un #i#te!a #i!ilar 'e "li!eri*ación in #itu "r el !5t' 'e @inc@a!ient "ara "el3cula# c!"ue#ta# 'e ela#tó!er#+ L# ela#tó!er# Bue #e tra&a.arn )uern el Pli $acrilnitril%c%&uta'ien( $N;R( Bue e# un ela#tó!er "lar l Bue l @ace alta!ente re#i#tente a #u#tancia# n "lare# tale# c! @i'rcar&ur# : aceite# ta!&i5n "re#entan &uena# "r"ie'a'e# !ec8nica# : "r"ie'a'e# tri&ló0ica# : el tr ela#tó!er Bue #e tra&a. )ue el Pli $e#tiren%c%&uta'ien( $S;R( Bue e# un ela#tó!er 'e &a.a "lari'a' "r l tant e# re#i#tente a la# #u#tancia# "lare# tale# c! el a0ua : l# alc@le# ta!&i5n tiene !a:r ela#tici'a' : e# !en# c#t# Bue el N;R $ N;R 4>=6+99 : el S;R 4=6+99 "r Jil(+ El "l3!er Bue !#tr una !e.r a)ini'a' Bu3!ica cn la Plianilina )ue el N;R "r l Bue en e#te tra&a. 'e te#i# #e eli0ió "ara #e0uir @acien' la# caracteri*acine#+ La "re"aración 'e la !ue#tra cn#i#tió en crtar el "l3!er 'e N;R en "eBuea# canti'a'e# "ara "'er @acer un "rce# 'e vulcani*ación cn Peró,i' 'e 'icu!il una ve* ter!ina' e#te "rce# #e "ren#a cn te!"eratura "ara "'er &tener una "el3cula la cual #e crta 'e acuer' a la nr!a D%-49= crre#"n'iente a 'el M5t' 'e Prue&a# E#t8n'ar "ara la# "r"ie'a'e# 'e ten#ión 'e l# "l8#tic#+ La #3nte#i# 'e la PANI en la !atri* 'el "l3!er 'e N;R #e llevó a ca& en '# "a##+ En el "ri!er #e incr"ró el !nó!er 'e anilina en una #lución 'e Tetra@i'r)uran $T?( en la !atri* 'el N;R+ En el #e0un' una #lución 'e Acetnitril cn el a0ente ,i'ante Perclrat 'e C&re II )ue incr"ra' a la !atri* 'n'e #e llevó a ca& la #3nte#i# 'e PANI+
La caracteri*ación 'e la# "el3cula# cn#i#tió en la evaluación 'e la# "r"ie'a'e# !ec8nica# cn'uctivi'a' el5ctrica !r)l03a an8li#i# t5r!ic : "rue&a# c3clica#+
$.$. Ob1et23os $.$.$ Ob1et23o 4eneral El &.etiv 0eneral 'e e#te tra&a. cn#i#te en e#tu'iar : !e.rar la# "r"ie'a'e# en la #3nte#i# 'e un !aterial c!"ue#t 'e N;R%PANI "r el !5t' 'e @inc@a!ient utili*an' #lvente# r08nic# "ara la &tención 'e "el3cula# #e!icn'uctra# : caracteri*arla# cn el "r"ó#it 'e l0rar !a:re# "cine# 'e "rce#a!ient+
$.$." Ob1et23os part25ulares Enca!ina'# @acia el l0r 'el &.etiv 0eneral 'e la "re#ente inve#ti0ación #e "lantean l# #i0uiente# &.etiv# e#"ec3)ic# •
Ela&rar una "el3cula 'e N;R cn &uena# "r"ie'a'e# !e'iante el "rce# 'e vulcani*ación+
•
Ela&rar un !aterial c!"ue#t 'e N;R%PANI "r el !5t' 'e @inc@a!ient utili*an' 'i#tinta# cncentracine# en la #lución+
•
Evaluación 'e la# "r"ie'a'e# !ec8nica# : 'e cn'uctivi'a' el5ctrica en la# "el3cula# 'e N;R%PANI+
•
Anali*ar la 'i#"er#ión 'e la PANI N;R : Peró,i' 'e Dicu!il utili*an' !5t'# t5r!ic# !icr#c"ia electrónica 'e &arri' : e#"ectr#c"ia 'e in)rarr.+
•
Evaluación 'e la# "el3cula# c! un #en#r 'e e#)uer*#+
(AP&TULO " ANTE(E'ENTES
".$ Polí6eros La "ala&ra "l3!er #e 'eriva 'el 0rie0 "li : !er# Bue #i0ni)ica !uc@# : "arte# re#"ectiva!ente+ L# "l3!er# #n !l5cula# r08nica# 0i0ante# Bue tienen "e## !leculare# 'e -9999 a - 999999 0
".$.$ (las2725a528n de los polí6eros. E,i#ten varia# )r!a# 'e cla#i)icar l# "l3!er# Se0n #u naturale*a Pl3!er# naturale# "rveniente# 'irecta!ente 'el rein ve0etal ani!al+ E.e!"l# 'e e#t# "l3!er# #e "ue'en encntrar el celul#a al!i'ón "rte3na# cauc@ natural 8ci'# nucleic# etc -2+
Pl3!er# !'i)ica'# #n el re#ulta' 'e !'i)icacine# !e'iante "rce## Bu3!ic# 'e ciert# "l3!er# naturale#+ + E.e!"l# 'e e#t# "l3!er# #e "ue'en encntrar el nitrcelul#a e#tnita etc -2+ Pl3!er# #int5tic# #n l# Bue #e &tienen "r "rce## 'e "li!eri*ación cntrla'# "r el @!&re a "artir 'e !ateria# "ri!a# 'e &a. "e# !lecular+ E.e!"l# 'e e#t# "l3!er# #e "ue'en encntrar el n:ln "lietilen clrur 'e "livinil "liuretan etc -2+ Se0n #u c!"#ición !"l3!er# "l3!er Bue cn#ta 'e nic ti" 'e uni'a' 'e re"etición+ E.e!"l# 'e e#t# "l3!er# #e "ue'en encntrar el !etacrilat 'e !etil+
?i0ura -+ E.e!"l 'e @!"l3!er# !etacrilat 'e !etil+
C"li!er# )r!a'# "r una uni'a' 'e re"etición+ E.e!"l
?i0ura 1+ E.e!"l 'e c"li!er# e#tiren : -/ &uta'ien+ E#ta# uni'a'e# re"etitiva# "ue'en 'i#tri&uir#e 'e 'i#tinta# )r!a# a l lar0 'e la ca'ena "li!5rica "r e.e!"l al a*ar $A;;;AA;( en )r!a alterna'a $A;A;A;A( en &lBue# $AAA;;;AAA;;;( -7+ Se0n #u e#tructura Pl3!er# lineale# )r!an lar0a# ca'ena# Bue cntienen !illne# 'e !l5cula#+ E#ta# ca'ena# "ue'en #er )r!a'a# "r una reacción 'e a'ición 'e cn'en#acin-6+ Pl3!er# 'e re' #n e#tructura# reticulare# tri'i!en#inale# "r'uci'a# !e'iante un "rce# 'e enlace# cru*a'# Bue i!"lica una reacción 'e a'ición 'e cn'en#ación -7+ Se0n la reacción 'e "li!eri*ación Pl3!er# "r a'ición #e "r'ucen unien' cvalente!ente la# !l5cula# )r!an' ca'ena# Bue "ue'en tener !ile# 'e ele!ent# !leculare# en #u ln0itu'+
Pl3!er# 'e cn'en#ación #n "r'uci'# cuan' #e unen '# !8# ti"# 'e !l5cula# !e'iante una reacción Bu3!ica Bue li&era un "r'uct clateral c! el a0ua -2+
Se0n #u c!"rta!ient )rente al calr Ter!"l8#tic# Sn !l5cula# &i'i!en#inale# Bue "ue'en a&lan'ar#e cn el calr : vlver a #u e#ta' inicial al en)riar#e+ La naturale*a 'e #u enlace n #e !'i)ica ra'ical!ente cuan' la te!"eratura #e eleva+ L# "l3!er# ter!"l8#tic# "ue'en #er cn)r!a'# a te!"eratura# eleva'a# en)ria'# : 'e#"u5# recalenta'# cn)r!a'# #in a)ectar el c!"rta!ient 'el "l3!er+ L# "l3!er# ter!"l8#tic# #n lineale# -7+ Ter!e#ta&le# #n "l3!er# 'e re' tri'i!en#inal Bue e#t8n cn#titui'# "r lar0a# $lineale# ra!i)ica'a#( 'e !l5cula# Bue e#t8n )uerte!ente uni'a# "r enlace# cru*a'# -6+ Se0n #u 8rea 'e a"licación Pl8#tic #n "l3!er# Bue 'urante una eta"a 'e #u )a&ricación #n lleva'# al e#ta' l3Bui' "ara !'elar#e "r calr "re#ión 'e un !l'e
-7
+
?i&ra# Sn !ateriale# Bue tienen una relación ln0itu'<'i8!etr !u: 0ran'e+ La# )i&ra# e#t8n cn#titui'a# )recuente!ente "r !acr!l5cula# lineale# rienta'a# ln0itu'inal!ente -6+ Ela#tó!er# #n !ateriale# "li!5ric# 'e ri0en natural #int5tic+ L# cauc@# #e caracteri*an "r #u ca"aci'a' 'e recu"erar #u )r!a r8"i'a!ente 'e#"u5# 'e #u)rir al0una 'e)r!ación &a. la acción 'e una )uer*a
-7
+
Ela#tó!er# L# "l3!er# lla!a'# ela#tó!er# !ue#tran 0ran 'e)r!ación el8#tica cuan' #e le# a"laca una )uer*a+ La 'e)r!ación "ue'e 'e#a"arecer c!"leta!ente cuan' #e eli!ina el e#)uer*
-6
+
Tiene un c!"rta!ient inter!e'i "er l !8# i!"rtante tienen la ca"aci'a' 'e 'e)r!ar#e el8#tica!ente en alt 0ra' #in ca!&iar "er!anente!ente #u )r!a -4+ En l# ela#tó!er# la 0ran ca'ena "li!5rica #e encuentra enrlla'a 'e&i' al arre0l CIS en l# enlace#+ I'eal!ente cuan' #e a"lica una )uer*a el "l3!er #e alar0a al 'e#enre'ar#e la ca'ena lineal+ Cuan' el e#)uer* e# li&era' la# ca'ena# vuelven a enrllar#e el "l3!er re0re#a a #u )r!a : ta!a ri0inale# -2+ Pli $acrilnitril%c%&uta'ien( $N;R(
El cauc@ 'e @ule nitril e# un c"li!er 'e &uta'ien : acrilnitril $?i0ura -( cn cncentracine# relativa!ente 'i)erente# 'el !nó!er c!n : e#te e# un !aterial ai#lante en #u )r!a cru'a vulcani*a'a 7+ L# c!"nente# 'el cauc@ #n lar0a!ente u#a'# en la in'u#tria "ara @acer !an0uera# 'e&i' a #u re#i#tencia al 'el ataBue Bu3!ic "articular!ente 'e l# lu&ricante#
-7
+ El cauc@ 'e nitril e# en
ca#ine# re#i#tente al aci' alcalini'a' : en #u )r!a vulcani*a'a !ue#tra un &a. 0ra' 'e @inc@a!ient cn #lvente# r0anic# 7+ A#3 c! ta!&i5n "r"rcinan &uena re#i#tencia a l# aceite# : 'i#lvente# a'e!8# 'e !e.rar la re#i#tencia ala a&ra#ión : el calr
-7
+
?i0ura /+ E#tructura 'el Pli $acrilnitril%c%&uta'ien( +
".$." Polí6eros (ondu5tores 9P(s: Cuan' @a&la!# 'e "l3!er# 0eneral!ente i!a0ina!# un "l8#tic c! el "lietilen Bue e#t8 "re#ente en nue#tr entrn+ Si un evca un "l3!er cn'uctr un "ue'e i!a0inar e#t# "l8#tic# rellen# 'e al0n !aterial cn'uctr c! un !etal "art3cula# 'e car&ón+ L# "l3!er# cn'uctre# : n tienen nin0n rellen c! tal 6+
E#ta cn'uctivi'a' intr3n#eca nica 'e e#tr !ateriale# r08nic# 'n'e 0eneral!ente e#t8n c!"ue#t# "r C : #i!"le!ente @eterat!# c! N : S : la 0ran canti'a' 'e "r"ie'a'e# Bue e!anan 'e e#te #ur0en nica!ente 'e la cn.u0ación 'e l# enlace# Q 6+ La cn'uctivi'a' 'e e#t# "l3!er# #e alcan*a a trav5# 'e #i!"le ,i'ación Bu3!ica electrBu3!ica en !uc@# ca## ,i'ación "r un n!er #i!"le 'e e#"ecie# aniónica# catiónica# lla!a'a# '"ante#+
E# 'ecir la e#tructura
"li!5rica 'e e#t# !ateriale# nece#ita #er ,i'a'a re'uci'a "ara intr'ucir car0a# centrale# ante# 'e la cn'uctivi'a' #ea &#erva'a 6+ La# cn'uctivi'a'e# el5ctrica# 'e l# #i#te!a# 'e "l3!er# intr3n#eca!ente cn'uctre# varia 'e#'e el t3"ic ai#lante $-9 %-9 S( @a#ta #e!icn'uctre# $-9%2( : "ue'e lle0ar a #er tan 0ran'e c! l# cn'uctre# $-9 6 S
#3nte#i# $crriente el5ctrica cncentracine# electr'# te!"eratura etc+( "r l Bue e# "#i&le &tener "l3!er# cn "r"ie'a'e# alta!ente re"r'uci&le# a'e!8# 'e la venta.a 'e &tener un !aterial en )r!a 'e "el3cula 'e e#"e#r cntrla&le
6
+
El e#tu'i 'e l# "l3!er# cn'uctre# e# un te!a intere#ante 'e inve#ti0ación 'e&i' a la# "r"ie'a'e# Bue e#t# "re#entan &a.a ener03a 'e tran#ición ó"tica &a. "tencial 'e ini*ación : alta electr%a)inación
-9
: #u# a"licacine# "tenciale# en
8rea# !ulti'i#ci"linaria# tale# c! el5ctrica electrónica electrBu3!ica electr% lu!ini#cencia electr%reló0ica# #en#re# etc+ Sin e!&ar0 !uc@# 'e l# "#i&le# u## 'e "l3!er# cn'uctre# an n @an #i' e,"lra'# 'e&i' a una #erie 'e &#t8cul# Bue 'e&en #u"erar#e 2+ El "liacetilen )ue en un "rinci"i el "l3!er cn'uctr !8# e#tu'ia' 'e#'e a!&# "unt# 'e vi#ta cient3)ic : "ractic+ Sin e!&ar0 'e&i' a #u alta ine#ta&ili'a' Bu3!ica en el aire : )actre# relativ# el inter5# "r el lti!a!ente #e @a li!ita' a #u# a#"ect# cienti)ic# 6+ L# "l3!er# cn'uctre# c! la Plianilina $PANI( "li"irrl $PPY( : "liti)en $PT( #i0uen #ien' l# "l3!er# cn'uctre# !8# e,ten#a!ente e#tu'ia'# @a#ta la )ec@a 'e#'e l# "unt# 'e vi#ta cient3)ic : "r8ctic c!ercial 6 'e&i' a Bue e,@i&en cn'uctivi'a'e# c! l# !etale#
->
a'e!8# 'el !nó!er 'e &a. c#t alta e#ta&ili'a' Bu3!ica : a!&iental lar0 ran0 'e cn'uctivi'a' : "r"ie'a'e# nica# 'e re', 19+ La re"re#entación 'e l# "l3!er# cn'uctre# t3"ic# #e !ue#tra en la ?i0ura 6+
?i0ura 6+ Ilu#tración e#Bue!8tica 'e l# "l3!er# cn'uctre# !8# c!une# a( Plianilina $PANI( &( Pli"irrl $PP:( c( Pliti)en $PT( ' ( Pliacetilen $PA(+
".$.".$ Pol2an2l2na 9PANI: De l# "l3!er# cn'uctre# 'i#"ni&le# #e encntró : #e inve#ti0ó la "lianilina $PANI( 'e&i' a #u )acili'a' 'e #3nte#i# !nó!er 'e &a. c#t : !e.r e#ta&ili'a' en c!"aración cn l# tr# "l3!er# cn'uctre#
2-
a'e!8# e#
cn#i'era'a 'e 0ran i!"rtancia "rBue "#ee "r"ie'a'e# e,trar'inaria# c!"rta!ient el5ctric : ó"tic
1-
'e
a'e!8# 'e intere#ante# a"licacine# en
electrónica ó"tica# : 8rea# &iló0ica#+ Sin e!&ar0 el "rinci"al "r&le!a a#cia' cn la utili*ación e)ica* 'e la PANI e# #u &a. nivel 'e cn'ucción c!"ara'a cn l#
!etale#
2
&a.# en ren'i!ient# en cuant a "r"ie'a'e# !ec8nica#
-1
: &a.a
#lu&ili'a' en 'i#lvente#+ Sin e!&ar0 #e "ue'e alcan*ar &uena# "r"ie'a'e# )3#ica# : el5ctrica# 'e#arrllan' #i#te!a# c!"ue#t# "r !e*cla c!n 'e "l3!er cn PANI
11
: en cuant a la #lu&ili'a' e#ta "ue'e !e.rar#e cn el
'"a.e 7+ Su e#tructura "ue'en #er re"re#enta'a "r la )r!a 0eneral !#tra'a en la ?i0ura / la cual cntiene alterna'a!ente uni'a'e# re'uci'a# $cnteni'a# en el "ar5nte#i# 'e la i*Buier'a( : uni'a'e# ,i'a'a# $cnteni'a# en el "ar5nte#i# 'e la 'erec@a(+ En la )r!ula n re"re#enta el 0ra' 'e "li!eri*ación : : el e#ta' 'e ,i'ación Bue "ue'e variar 'e 9 a - 6+ Para :9 #e tiene el "l3!er c!"leta!ente re'uci' 'en!ina' c! leuce!eral'ina $?i0ura 6+a( cn :- #e tiene la c!"leta ,i'ación 'el "l3!er 'en!ina' c! "er!i0ra!ina $?i0ura 6+&( una )r!a n cn'uctra : cn !uc@a# li!itante# "ara #u u#+ Y )inal!ente cn :9+2 #e tiene el 0ra' 'e ,i'ación !e'ia 'en!ina' e!eral'ina &a#e $?i0ura 6+( 6+
?i0ura 2 E#tructura 0eneral 'e la PANI+
La )r!a "rtna'a '"a'a 'e la E; e# alta!ente cn'uctr !ientra# Bue la LE; : PN; #n ai#lante# "r naturale*a 2+ Sin e!&ar0 e# "#i&le l0rar la )r!a cn'uctra 'e PANI lla!a'a #al 'e e!eral'ina $?i0ura 2( a "artir 'e la ,i'ación 'e leuc!etral'ina $LE( la "rln0ación 'e la e!eral'ina &a#e $E;( 6+ De&i' a Bue la PANI e# un "l3!er 'i)3cil 'e "rce#ar "r #u &a.a #lu&ili'a' cn la !a:r3a 'e l# 'i#lvente# r08nic# #e utili*an 'i#tinta# e#trate0ia# "ara 'i#lver PANI en &uen# #lvente# 'e 'i)erente# "l3!er# 'iel5ctric# 19+ D"an' PANI cn 8ci'# inr08nic# "r'uce un !aterial e#ta&ili'a' "r !e'i 'e un !5t' 'e '"a.e cn 8ci'# r08nic# "r'uce un !aterial ine#ta&le e in#lu&le #in e!&ar0 reciente!ente #e @a l0ra' una 0ran e#ta&ili'a' "r !e'i 'e un !5t' 'e '"a.e cn 8ci'# r08nic# "rtna'#+ El u# 'e 8ci'# "rtna'# vlu!in## c! el 8ci' #ul)ónic "%tluen @ace a la PANI #lu&le en #lvente# r08nic# en el e#ta' '"a' : #u# nueva# "r"ie'a'e# #n !e.re#+ De acuer' cn e#t #e @a c!en*a' a ree!"la*ar el '"a' cn 8ci'# inr08nic# c!une# "r el 'e 8ci'# "rtónic# )uncinali*a'#+ E#t# 8ci'# !e.ran la #lu&ili'a' 'e la PANI cn 8ci'# "rtónic# en #lvente# r08nic# : ta!&i5n !i#ci&ili'a' entre la PANI : l# 8ci'# "rtónic# cn l# 'i)erente# "l3!er# 2+
?i0ura 7+ E#ta'# 'e O,i'ación 'e la PANI a( "erni0ranilina &a#e $PN;( &( e!eral'ina &a#e $E;( : c( Leuce!eral'ina $LE(+
?i0ura 4+ O&tención 'e la )r!a cn'uctra 'e PANI $#al 'e e!eral'ina ( a "artir 'e la ,i'ación 'e la leuc!eral'ina &a#e : re'ucción 'e la E!eral'ina &a#e+
S3nte#i# 'e la Plianilina La #3nte#i# 'e la Plianilina e# 0eneral!ente #encilla+ E# "#i&le &tenerla "r ,i'ación 'e la anilina cn "er#ul)at en la "re#encia 'e un !e'i aci' #in e!&ar0 e#ta v3a 'e #3nte#i# "r"icia la 0eneración 'e #u&"r'uct# in'e#ea&le# : la 0eneración 'e 'e#ec@# Bu3!ic#+ El "r'uct &teni' e# la )r!a cn'uctra #al 'e e!eral'ina 6+ Otra v3a 'e #3nte#i# e# la electrBu3!ica Bue e# !en# e!"lea'a "ara 0rane# "r'uccine# 'e PANI #in e!&ar0 re#ulta !u: e)ica* tant Bue e# "#i&le cntrlar la )r!a : ta!a 'el "li!er 6+ En un "rce'i!ient t3"ic el !nó!er 'e anilina e# 'i#uelt en una #lución acu#a 'e 8ci' #ul)ric+ Un "tencial 'e alre'e'r 'e 9+> V e# a"lica' al electr' en 'n'e la PANI #er8 'e"#ita'a 6+
".$.- T;5n25as de Pol26er2
alt 0ra' 'e "ure*a+ E#ta "li!eri*ación e# alta!ente e,t5r!ica currien' 'i)iculta'e# en el cntrl 'e la te!"eratura : 'e la a0itación 'el !e'i reaccinante :a Bue #e vuelve vi#c# 'e#'e el inici 'e la "li!eri*ación+ La a0itación 'urante la "li!eri*ación 'e&e #er vi0r#a "ara Bue @a:a 'i#"er#ión 'el calr 'e )r!ación 'el "l3!er+ La "li!eri*ación en !a#a e# !u: u#a'a en la )a&ricación 'e lente# "l8#tica# a!r)a# 'e&i' a la# e,celente# cuali'a'e# ó"tica# cn#e0ui'a# en la# "ie*a# !l'ea'a# #in "re#ión c! el ca# 'el "li $!etacrilat 'e !etil( 7+ Pli!eri*ación en Di#lución en la "li!eri*ación en 'i#lución #e e!"lea el !nó!er inicia'r : un 'i#lvente Bue )r!an un #i#te!a @!05ne+ Al )inal 'e e#ta "li!eri*ación el "l3!er )r!a' "ue'e #er #lu&le n en el 'i#lvente u#a'+ En ca# 'e Bue el "l3!er #ea in#lu&le #e &tiene un l' )8cil!ente #e"ara' 'el !e'i reaccinante "r )iltración+ Si el "l3!er )ue#e #lu&le #e utili*a un n%'i#lvente "ara "reci"itarl en )r!a 'e )i&ra# 'e "lv 7+ La "li!eri*ación en #lución tiene c! venta.a la te!"eratura @!05nea 'e&i' a la )8cil a0itación 'el #i#te!a Bue evita el "r&le!a 'el #&recalenta!ient+ En tant el c#t 'e 'i#lvente : el retra# 'e la reacción #n l# incnveniente# 'e e#ta t5cnica 7+ Pli!eri*ación en e!ul#ión la "li!eri*ación en e!ul#ión e# una "li!eri*ación @eter05nea en !e'i l3Bui' Bue reBuiere una #erie 'el a'itiv# cn )uncine# e#"ec3)ica# c! el e!ul0ente ta"na're# 'e " cli'e# "rtectre#
re0ula're# 'e ten#ión #u"er)icial re0ula're# 'e "li!eri*ación $!'i)ica're#( activa're# 7+ En e#ta "li!eri*ación el inicia'r e# #lu&le en a0ua !ientra# Bue el !nó!er e# a"ena# "arcial!ente #lu&le+ El e!ul#i)icante tiene c! el &.etiv 'e )r!ar !icela# 'e ta!a entre -n! : -!! 'n'e el !nó!er Bue'a cnteni'+ Al0una# !icela# #n activa# e# 'ecir la reacción 'e "li!eri*ación #e "rce#a 'entr 'e ella# !ientra# Bue tra# #n inactiva# $0ta# 'e !nó!er#(+ A !e'i'a Bue la reacción curre la# !icela# inactiva# #u"len a la# activa# cn un !nó!er Bue crecen @a#ta )r!ar 0ta# 'e "l3!er ri0inan' "#terir!ente el "l3!er #óli'+ La "li!eri*ación en e!ul#ión tiene una alta velci'a' 'e reacción : cnver#ión #ien' )8cil 'e cntrlar la a0itación : te!"eratura+ L# "l3!er# &teni'# cn e#ta t5cnica #n 'e alt# "e## !leculare# : #n 'i)3cile# 'e "uri)icar "r la canti'a' 'e a'itiv# a'icina'# -4+ Pli!eri*ación en #u#"en#ión la "li!eri*ación en #u#"en#ión ta!&i5n cnci'a c! "li!eri*ación en "erla# "r la )r!a c! l# "l3!er# #n &teni'# e# una "li!eri*ación @eter05nea 'n'e el !nó!er : el inicia'r #n in#lu&le# en el !e'i 'i#"er#ante 0eneral!ente a0ua
-4
+
La "li!eri*ación #e "a#a 'entr 'e la# "art3cula# en #u#"en#ión la# cuale# tienen ta!a !e'i entre 1 a -9W! : 'n'e #e encuentran el !nó!er : el inicia'r+ La a0itación 'el #i#te!a e# un )actr !u: i!"rtante en e#ta t5cnica "ue# #e0n la velci'a' 'e a0itación e!"lea'a varia el ta!a 'e la# "art3cula# -4+
A'e!8# 'el !nó!er inicia'r : el #lvente ta!&i5n #e a'icinan a0ente# ten# activ# #u&#tancia# Bu3!ica# Bue au,ilian en la #u#"en#ión 'el "l3!er )r!a' evitan' la a'@e#ión entre la# "art3cula# : c! cn#ecuencia la "reci"itación 'el "l3!er #in la )r!ación 'e la# "erla# la "reci"itación 'el "l3!er ta!&i5n "ue'e #er vita'a a'icinan' un "l3!er @i'r#lu&le al !e'i 'e reacción el cual 'e&e #er 'e eleva' "e# !lecular "ara au!entar la vi#c#i'a' 'el !e'i 7+ Pli!eri*ación inter)acial la "li!eri*ación curre en la inter)ace entre '# #lvente# in!i#ci&le# en Bue ca'a un 'e l# !nó!er# e#t8 en una 'e la# )a#e#+ El "l3!er #e )r!a en e#ta inter)ace lue0 #e re!ueve a )in 'e "er!itir la cntinui'a' 'e la "li!eri*ación+ E#te !5t' e# li!ita' a un "eBue n!er 'e "li!eri*acine# en eta"a# 'e&i' a la# cn'icine# 'e reacción nece#aria# -4+ In #itu: e,i#ten '# ti"# 'e "li!eri*ación 'e e#te ti" v3a Bu3!ica electrBu3!ica+ En la Bu3!ica un "l3!er &a#e cnvencinal e# utili*a' "ara a&#r&er l# va"re# 'el !nó!er 'e#"u5# e# e,"ue#t al ,i'ante c! re#ulta' el !nó!er a&#r&i' e# "li!eri*a'+ Una variante 'e la "li!eri*ación Bu3!ica e# Bue utili*an una #lución 'el !nó!er : ,i'ante cn #lvente# vl8tile# : "r l tant la ,i'ación ca!&ia l# valre# 'e cn'uctivi'a' al "li!eri*ar+ En la "li!eri*ación electrBu3!ica #uele cn#i#tir en la "li!eri*ación 'e la #lución 'el !nó!er 'entr 'el "l3!er &a#e Bue e# a&#r&i' recu&iert en un electr' 'e !etal c! Pt -4+
"." Mater2ales 5o6puestos.
L# !ateriale# c!"ue#t# #e )r!an incr"ran' c!"nente# 'e )a#e# !lti"le# en un !aterial 'e tal !anera Bue la# "r"ie'a'e# 'el !aterial re#ultante #ean nica# : n &teni&le# 'e al0una )r!a
-6
+ Sin e!&ar0 en e#te tra&a. 'e te#i#
n# re)eri!# a un !aterial c!"ue#t c! aBuel !aterial en el Bue #e incr"ra un "l3!er cn'uctr 'entr 'e un #u#trat 'e "l3!er an)itrión )r!an' una !e*cla !aterial c!"ue#t re' inter"enetra'a 16+ E#t# "l3!er# #n una cla#e 'i)erente 'e !ateriale# Bue e# una c!&inación 'e '# cn#titu:ente# una !atri* a'@e#iva c!"nente &a#e 'e re#ina : un c!"nente 'e re)uer* a &a#e 'e )i&ra# 6 e#t# c!"ue#t# "ue'en #eleccinar#e "ara l0rar c!&inacine# "c u#uale# 'e ri0i'e* re#i#tencia "e# ren'i!ient a alta te!"eratura re#i#tencia a la crr#ión 'ure*a cn'uctivi'a'
1/
+
a: tre# "unt# "rinci"ale# a incluir en la 'e)inición 'e !aterial c!"ue#t -+
Cn#ta 'e '# !8# !ateriale# )3#ica!ente 'i#tint# :
#e"ara&le# !ec8nica!ente 16+ 1+ Pue'e )a&ricar#e !e*clan' l# 'i#tint# !ateriale# 'e tal )r!a Bue la 'i#"er#ión 'e un !aterial en el tr "ue'a @acer#e 'e !anera cntrla'a "ara alcan*ar la# "r"ie'a'e# ó"ti!a# 16+ /+ La# "r"ie'a'e# #n #u"erire# : nica# en un a#"ect e#"ec3)ic a la# "r"ie'a'e# 'e l# c!"nente# "r #e"ara' 16+ AunBue e,i#te una 0ran varie'a' 'e !ateriale# c!"ue#t# en t'# #e "ue'e 'i#tin0uir la# #i0uiente# "arte# la )a#e 'e re)uer* Bue e# una )a#e 'e car8cter 'i#cret : #u 0e!etr3a e# )un'a!ental a la @ra 'e 'e)inir la# "r"ie'a'e#
!ec8nica# 'el !aterial : la !atri* Bue tiene car8cter cntinu : e# la re#"n#a&le 'e la# "r"ie'a'e# )3#ica# : Bu3!ica#+ Tran#!ite l# e#)uer*# a la )a#e 'e re)uer* ta!&i5n l "rte0e : 'a c@e#ión al !aterial 16+ D# 'e la# !atrice# 'e re#ina# !8# i!"rtante# "ara l# "l8#tic# re)r*a'# cn )i&ra #n la# re#ina# 'e "li5#ter n #atura' : la# re#ina# e"ó,ica#+ La# re#ina# e"ó,ica# #e u#an 'e !anera r'inaria c! !ateriale# a0lutinante# "ara c!"ue#t# c! )i&ra# 'e car&n : 'e ara!i'a -7+ En !ateriale# c!"ue#t# a &a#e 'e )i&ra# 'e car&ón la# )i&ra# a"rtan la# "r"ie'a'e# 'e ri0i'e* : re#i#tencia a la ten#ión !ientra# Bue el a0lutinante $!atri*( e# el ve@3cul "ara la alineación 'e la# )i&ra# : a"rta cierta re#i#tencia al i!"act -7+ La i!"rtancia Bue tiene "ara la in0enier3a un !aterial c!"ue#t e# Bue '# !8# !ateriale# 'i)erente# #e c!&inan "ara )r!ar tr cu:a# "r"ie'a'e# #n #u"erire# a la 'e #u# c!"nente# in'ivi'uale# tienen i!"rtancia en al0n tr a#"ect 1-+ El "rinci"al &.etiv 'e la "re"aración 'e !e*cla# e# &tener un nuev !aterial Bue c!&ine #in5r0ica!ente la# "r"ie'a'e# 'e #u# c!"ue#t# e#"ec3)ica!ente en "l3!er# cn'uctre# e#t e# nece#ari "ara !e.rar la# "r"ie'a'e# !ec8nica# : 'e "rce#a&ili'a' #in e!&ar0 la cn'uctivi'a' el5ctrica : "r"ie'a'e# electrBu3!ica# 'e&en !antener#e 1+ El
inter5#
'e
e#te
ti"
'e
!e*cla#
"li!5rica#
#e
incre!entó
cn#i'era&le!ente 'e#"u5# 'e ->49 cuan' #e c!"r&ó Bue e#ta nueva
"r'ucción "li!5rica #e @a&3a cnverti' en un "rce# c#t#+ La !tivación inicial "ara e#tu'iar la )a&ricación 'e !e*cla# )ue "ara tratar 'e eli!inar la# li!itacine# Bue al0un# "l3!er# "re#entan c! )ra0ili'a' : re#i#tencia al i!"act 1+ Para intr'ucir un "l3!er cn'uctr 'entr 'e la !atri* 'e un ela#tó!er ai#lante #e @an utili*a' un 0ran n!er 'e t5cnica# inclu:en' )un'ición 'e ter!"l8#tic# cn "l3!er# electr%cn'uctiv# utili*an' #lvente# "li!eri*ación ,i'ativa 'e a'#r&ente# 'e !nó!er# 'e "irrl anilina 'entr 'e la !atri* ai#lante "li!eri*ación electrBu3!ica 'el !nó!er 'e "irrl anilina en una #lución cntenien' el ter!"l8#tic 'i#uelt electr%'e"#itación electr% cn'uctivi'a' 'el ai#lante recu&iert 'e la "el3cula "li!5rica "li!eri*ación "r e!ul#ión : !e*cla' !ec8nic 12+ Sin e!&ar0 en t'# l# ca## inclu:en la "li!eri*ación Bu3!ica electrBu3!ica 'el !nó!er en la !atri* ai#lante 1+ Ela#tó!er# cn'uctre# cnvencinale# $cntenien' 0ra)it ne0r 'e car&n "lv# !et8lic#( tienen !uc@a# 'e#venta.a# #i0ni)icante# c!"ara'a cn l# nuev# ela#tó!er# cn'uctre# $'n'e cntienen "l3!er# cn'uctre# intr3n#eca!ente(+ La# "el3cula# 'e car&ón #n relativa!ente "&re# cn'uctre# "r"rcinan' til &lin'a.e a la inter)erencia electr!a0n5tica $IEM( e)iciente!ente #l cn un 69X en "e# 'e la "el3cula en el ela#tó!er+ La# "el3cula# 'e ne0r 'e car&ón tienen alt# u!&rale# 'e "erclación "ara cn'ucción el5ctrica : l# valre# 'e cn'uctivi'a' n #n u#ual!ente !8# alt# Bue -9 %9= S c!%-+ Pel3cula# 'e "lv# !et8lic# tienen alta 'en#i'a' : )raccine# en "e# 'e 79 X #n a !enu'
nece#aria# "ara alcan*ar &uen &lin'a.e IEM+ Otra 'e#venta.a e# Bue la #u"er)icie !et8lica "ue'e lle0ar a #er ,i'a'a : e#t re'ucir8 el e)ect 'e cn'uctivi'a' 'el !aterial c!"ue#t 4+ En a# reciente# l# c!"ue#t# "li!5ric# 'e ela#tó!er#%PANI @an reci&i' !uc@ la atención "r #u# "tenciale# a"licacine# en electr'# &i% #en#re# &ater3a# recu&ri!ient# antie#t8tica #en#re# 'e 0a#e# !e!&rana# e!i#re# 'e lu* : 'i'# -9+ Vari# "l8#tic# in#atura'# c! c"li!er# 'e etilen%"r"ilen%'ien $EPDM( e#tiren%&uta'ien $S;R( cauc@ 'e nitril $N;R( : ter!"l8#tic# c! el "li $e#tiren%c%etilen%c%&utilen($SE;S( : "liuretan @an #i' utili*a'a# c! !atri* "ara "r'ucir cn'uctivi'a'e# en la# !e*cla# "li!5rica# -9+ Cuan' #e trata cn !e*cla# entre un c!"nente cn'uctr !e*cla' entre un c!"nente cn'uctr e# a'icina' @a: un "unt en 'n'e la cn'uctivi'a' 'e la !e*cla e,"eri!enta un incre!ent re"entin )inal!ente eBuili&ra' @a#ta #u l3!ite valr 'e #aturación+ E#te "unt e# lla!a' u!&ral 'e "erclación+ Dic@ u!&ral 'e "erclación "ara !e*cla 'e "l3!er# cn'uctre# 0eneral!ente e# 'e 2% -2X en "e# 6+ Pr e#ta ra*ón e# Bue l# "l3!er# cn'uctre# "ue'en )r!ar una intercne,ión en la !atri* a trav5# 'e la re' "li!5rica en "r"rcine# #i0ni)icativa!ente !enre# Bue la# reBueri'a# "ara cne,ine# )3#ica# 6+
".- Me<5las de Polí6eros.
La c!&inación 'e "r"ie'a'e# : "reci 'e la# !e*cla# "li!5rica# cn'icina el 'e#arrll 'e 5#ta#+ Pr tant e# 'e 0ran inter5# el cnci!ient 'e la 'e"en'encia 'e la# "r"ie'a'e# !8# i!"rtante# cn la c!"#ición+ E#ta# relacine# 'e"en'er8n en !uc@# e.e!"l# 'e la interacción entre l# c!"nente#+ Para una !e*cla c!"ati&le 5#ta in)r!ación e#t8 cnteni'a en el calor de mezcla,
!ientra# Bue en la# inc!"ati&le# #e !ani)ie#ta c! la
adhesión
entre la# )a#e#+ En "rinci"i #e "ue'e e#"erar Bue el valr 'e la "r"ie'a' 'e inter5# #ea i0ual !a:r !enr 'el "r!e'i entre l# valre# 'e l# c!"nente# "ur#+ General!ente la# "r"ie'a'e# !ec8nica# 'e la# !e*cla# #n !enre# Bue la# "r!e'i l cual 'i#!inu:e #u utili'a'+ L# )actre# c! la !r)l03a 'e la# )a#e# : #u a'@e#ión Bue in)lu:en 'eci#iva!ente 'e&en #er e#tu'ia'# "ara una elección a"r"ia'a 'e l# c!"nente# "ara !e.rar la# "r"ie'a'e#+
".-.$ Me<5las de Pol2an2l2na 5on polí6eros.
El "rinci"al &.etiv 'el 'e#arrll 'e "l3!er# cn'uctre# @a #i' #ie!"re el &tener un !aterial Bue "ue'a c!&inar la cnveniente "rce#a&ili'a' 'e l# "l8#tic# cn la# "r"ie'a'e# el5ctrica# 'e l# !etale#+ Se @a tra&a.a' en el 'e#arrll 'e "l3!er# cn'uctre# "ara Bue e#t# aunBue in)u#i&le# "ue'an #er 'i#"er#a'# en una !atri* ter!"l8#tica cn el )in 'e a"rvec@ar !e*cla# cn'uctiva# cnvencinal!ente !l'ea&le# =+
El "rinci"al reBueri!ient e# Bue el "l3!er cn'uctr #ea r8"i'a!ente 'i#"er#a&le en l# "l3!er# 'e la !atri* ter!"l8#tica e!"lea'a : Bue "#ea #u)iciente e#ta&ili'a' t5r!ica "ara re#i#tir a l# c!"nente# en la !e*cla 'el "l3!er ele0i'+ La !r)l03a 'el "l3!er e# el "rinci"al )actr 'eter!inante "ara el cntrl 'e la 'i#"er#a&ili'a' !ientra# Bue la e#ta&ili'a' t5r!ica e# una )unción 'el "l3!er ele0i' : 'el '"ante Bue #e e!"lee =+ La Plianilina e# un "l3!er cn.u0a' Bue )rece la c!&inación cr3tica 'e la# "r"ie'a'e# nece#aria# "ara &tener !e*cla# "rce#a&le# "r )u#ión en !atrice#+ Se @a 'e!#tra' Bue la Plianilina tiene !u: alta e#ta&ili'a' t5r!ica #ien' ca"a* 'e #"rtar una e,"#ición "rln0a'a a te!"eratura# en el r'en 'e /99FC+ Ta!&i5n #e @a recnci' Bue una cla#e 'e '"ante# 'e 8ci' #in)ónic r08nic 8ci' clr@3'ric : "erclrat 'e c&re $II( "er!iten c!"ue#t# cn'uctiv# Bue !ue#tran un alt 0ra' 'e e#ta&ili'a' t5r!ica =+
La incr"ración 'e un "l3!er cn'uctr en la !atri* 'e un ela#tó!er cn#titu:e un &uen a"rvec@a!ient en el 'e#arrll 'e !ateriale# inteli0ente# c!&inan' la &uena cn'uctivi'a' cn la# "r"ie'a'e# !ec8nica# /-+ Actual!ente #e @an inve#ti0a' acerca 'e e#ta# !e*cla# : en al0un# ca## l# lla!an ela#tó!er# cn'uctre# en la literatura #e @an re"rta' !e*cla# Bue invlucran a la PANI cn ela#tó!er# c! etilen "r"ilen 'ien $EPDN(
/1
e#tiren
&uta'ien $S;R(// nitril &uta'ien $N;R( /6 !uc@a# 'e e#ta# !e*cla# "re"ara'a#
"r un !e*cla' !ec8nic !ue#tra valre# 'e cn'uctivi'a' &a.# en el ran0 'e
-9%7
a -9-9%>c!%-+
".% Prop2edades Me5=n25as en Polí6eros. La "ri!era cn#i'eración "ara 'eter!inar la utili'a' 0eneral 'e un "l3!er e# #u c!"rta!ient !ec8nic e#t e# #u 'e)r!ación : caracter3#tica# 'e )lu. &a. e#)uer*+ El c!"rta!ient !ec8nic 'e un "l3!er "ue'e #er caracteri*a' "r #u# "r"ie'a'e# 'e ten#ión 'e)r!ación+ E#t invlucra &#ervar el c!"rta!ient 'e un "l3!er cuan' #e a"lica ten#ión a )in 'e e#tirarl @a#ta el "unt en Bue #e r!"a --+ Mientra# 'ura el e#tira!ient 'e la !ue#tra #e !i'e la )uer*a $?( Bue #e e#ta e.ercien'+ Para calcular la ten#ión Bue e,"eri!enta la !ue#tra #e 'ivi'e la )uer*a entre el 8rea tran#ver#al 'e la !ue#tra $A(+ L# re#ulta'# #n !#tra'# 0eneral!ente en neKtn# "r cent3!etr cua'ra' $N
E#)uer* lti! e#)uer* a la ru"tura la ten#ión e.erci'a en el !!ent 'e r!"er la !ue#tra+ Eln0ación el8#tica la ela#tici'a' !e'i'a c! el l3!ite 'e e#tira!ient rever#i&le+ L# "l3!er# var3an a!"lia!ente en #u c!"rta!ient !ec8nic : 'e a acuer' a 5l "ue'e #er u#a' c! una )i&ra un "l8#tic r30i' "l8#tic )le,i&le ela#tó!er -/+ La# 'i)erencia# entre ell# #e "ue'en ver en la# curva# t3"ica# 'e e#)uer*% eln0ación+ El !ó'ul 'e un "l3!er e# la "en'iente inicial 'e la curva el e#)uer* lti! : la eln0ación a la ru"tura #n l# valre# !8# alt# 'e e#)uer* : 'e)r!ación re#"ectiva!ente+
".0 Sensores P2eRes2st23os. Un #en#r e# un 'i#"#itiv ca"a* 'e 'etectar !a0nitu'e# )3#ica# Bu3!ica# lla!a'a# varia&le# 'e in#tru!entación : tran#)r!arla# en varia&le# el5ctrica#+ La# varia&le# 'e in#tru!entación "ue'en #er "r e.e!"l te!"eratura inten#i'a' lu!3nica 'i#tancia aceleración inclinación 'e#"la*a!ient "re#ión )uer*a tr#ión @u!e'a' !vi!ient " etc+ Un #en#r #e 'i)erencia 'e un tran#'uctr en Bue el #en#r e#t8 #ie!"re en cntact cn la varia&le 'e in#tru!entación cn l Bue "ue'e 'ecir#e ta!&i5n Bue e# un 'i#"#itiv Bue a"rvec@a una 'e #u# "r"ie'a'e# cn el )in 'e a'a"tar la #eal Bue !i'e "ara Bue la "ue'a inter"retar tr 'i#"#itiv+ Un
#en#r ta!&i5n "ue'e 'ecir#e Bue e# un 'i#"#itiv Bue cnvierte una )r!a 'e ener03a en tra 1-+ El cnce"t 'e#cu&iert "r "ri!era ve* "r Lr' Zelvin en -=27 el e)ect "ie*% re#i#tiv e# utili*a' "rinci"al!ente c! una re#i#tencia el5ctrica "ue'e ca!&iar #u re#i#tencia cuan' #e e,"eri!enta una ten#ión : e)ect 'e 'e)r!ación+ E#te !ecani#! "r"rcina un 'e tran#'ucción 'e ener03a < #eal )8cil : 'irecta entre l# '!ini# !ec8nic# : el el5ctric#+ Actual!ente #e utili*an en el ca!" 'e MEMS $Micr%Electr%Mec@anical S:#te!#( "ara una a!"lia varie'a' 'e a"licacine# 'e 'etección inclu:en' aceleró!etr# #en#re# 'e "re#ión la rtación 'el 0irc!"8# #en#re# 'e velci'a' #en#re# t8ctile# #en#re# 'e )lu. #en#re# "ara !nitrear la inte0ri'a' e#tructural 'e !ec8nica ele!ent# : #en#re# Bu3!ic# < &iló0ic#+ El valr 'e la re#i#tencia 'e una re#i#tencia cn la ln0itu' L : el 8rea 'e #ección tran#ver#al A #e 'a R ρ l /A El valr 'e la re#i#tencia #e 'eter!ina "r la re#i#tivi'a' !a:r $"( : la# 'i!en#ine#+ Pr cn#i0uiente @a: '# !anera# i!"rtante# en Bue el valr 'e re#i#tencia "ue'e ca!&iar cn el e#)uer* a"lica'+ En "ri!er lu0ar la# 'i!en#ine# inclu:en' la ln0itu' : la #ección tran#ver#al van a ca!&iar cn el e#)uer*+
?i0ura =+ Ca!&i# 'e 'i!en#ión 'e una Re#i#tencia &a. un e#tr5# ln0itu'inal+ E#t e# )8cil 'e enten'er aunBue el ca!&i relativ en la# 'i!en#ine# e# 0eneral!ente "eBue+ Se tiene en cuenta Bue la# 'e)r!acine# tran#ver#ale# "ue'en #er 'e#arrlla'a# en re#"ue#ta a la car0a ln0itu'inal+ Pr e.e!"l #i el La ln0itu' 'e una re#i#tencia #e incre!enta la #ección tran#ver#al 'i#!inuir8 "r&a&le!ente
en
virtu'
'e
relacine#
'e
Pi##n
)init
$?i0ura =(+ En #e0un' lu0ar la re#i#tencia 'e ciert# !ateriale# "ue'e ca!&iar en )unción 'el e#)uer*+ La !a0nitu' 'el ca!&i 'e re#i#tencia 'eriva'a 'e e#te "rinci"i e# !uc@ !a:r Bue l Bue e# alcan*a&le a "artir 'e la "ri!era+ Pr 'e)inición e#tricta l# "ie*re#i#tre# #e re)ieren a la# re#i#tencia# cu:a re#i#tivi'a' ca!&ia al a"licar#e un e#)uer* ->+
".? Apl25a52ones de Pelí5ulas de polí6eros Ele5tro5ondu5tores. La# a"licacine# Bue #e le# "ue'en 'ar a la# "el3cula# 'e "l3!er# electrcn'uctre# cn !ateriale# ela#tó!er# #n !u: varia'a# : van 'e#'e &ater3a# recar0a&le# !e!&rana# 'e #e"aración 'e 0a#e# late, cn "l3!er# cn'uctre# ventana# inteli0ente# $#!art [in'K#( tela# el5ctrica!ente cn'uctra# 'i#"#itiv# electrónic# )le,i&le# &i#en#re# @a#ta nervi# arti)iciale#+ Pr e.e!"l :a #e @a re"rta' en al0un# tra&a.# 'e Sn0 !e*cla# u#an' un ela#tó!er cn'uctr &a#a' en car&n ne0r Bue ten0a #u )unción c! un #en#r "ie*re#i#tiv ell# !encinan Bue e#t# #en#re# #n 'e -2 !! 'e ln0itu' : 96 !! 'e anc@ cn 49 ! 'e anc@ : 19 a 29 !icra# 'e e#"e#r l3nea# : re"rtan valre# 'e cn'uctivi'a' 'e -- \ c!
1>
en c!"aración cn l# re#ulta'#
'e e#ta te#i# #n !u: "areci'# tant en la# !e'i'a# 'e #u !ue#tra c! en valre# 'e cn'uctivi'a' 'e alre'e'r 'e -2 \ Sn0 : cla&ra're# !encinan l i!"rtante 'el c#t 'e )a&ricación Bue e# !u: re'uci' : #e !encina un a!"li ca!" 'e a"licacine# "r "'er cn#truir un circuit )le,i&le+ Entre la# !e*cla# 'e "l3!er# electr cn'uctre# !8# e#tu'ia'# #n l# nantu&# 'e car&n [an0 e#tu'ió una !e*cla 'e e#t# cn #ilicna : en cuant a l# ca!&i# en la re#i#tivi'a' #n 'irecta!ente relacina'# cn l# ca!&i# en la re' tri'i!en#inal c!"ue#ta 'el nantu& 'e car&n "r l Bue 'e'ucen Bue la cn'uctivi'a'
au!enta cn el au!ent 'e l# nantu&# 'e car&n "er &a.an #u# "r"ie'a'e# !ec8nica# en la# "rue&a# c3clica#
/9
en relación al tra&a. 'e te#i# 'e e#ta te#i# #e
!ue#tra# re#ulta'# Bue n# cn)ir!an l !i#! la cn'uctivi'a' e# 'irecta!ente "r"rcinal a la canti'a' 'e "l3!er electr'n'uctr Bue #e a"lica "er entre !8# cn'uctr la# "r"ie'a'e# !ec8nica# #e !ue#tran re'uci'a#+ El @ec@ Bue la "lianilina en al0una# !e*cla# 'e "l3!er# "ue'e incre!entar 'e !anera i!"rtante #u cn'uctivi'a' el5ctrica "ue'e u#ar#e "ara la cn#trucción 'e #en#re# #en#i&le# al ca!&i en la cncentración 'e 'i)erente# #u#tancia#+ L# #en#re# &a#a'# en "lianilina tienen !8# alta #en#i&ili'a' a l# ra'icale# li&re# Bue a la "re#encia 'e 8ci'# r08nic# : tra# #u#tancia# "re#ente# en el !e'i+ Pr cn#i0uiente el u# 'e "lianilina "rvee un !e'i 'e &tención 'e #en#re# 'e alta e#"eci)ici'a' : 'e a!"li ran0 'in8!ic+ Actual!ente : 'e&i' a la alta 'e!an'a 'el u# 'e &ater3a# #e @an )a&rica' &ater3a# recar0a&le# a &a#e 'e "l3!er cn'uctr tant 'e naturale*a r08nica $"lianilina%tetra)lrur 'e liti( c! inr08nica $ "lianilina%]n( cn e)iciencia# ace"ta&le# /v : 669 [@
(APITULO -
EPERIMENTAL -.$
Mater2ales ! M;todos.
-.$.$ Prepara528n de las pelí5ulas de N*R@PANI. -.$.$.$ Prepara528n de una pelí5ula de N*R. La "el3cula 'e acrilnitril%c%&uta'ien $N;R( $Si0!a Al'ric@( #e "re"aró "ri!era!ente crtan' "eBuea# canti'a'e# 'el ela#tó!er @a#ta alcan*ar un "e# 'e 1+2 0+ una ve* &teni'a e#ta canti'a' #e le a0re0a "eró,i' 'e 'icu!il $-X en "e#( "ara una vulcani*ación #e !e*clarn en un !rter "ara 'e#"u5# #er clca'a# en "a"el alu!ini : #er "ren#a'a# cn / T! en la "ren#a @i'r8ulica $Carver 6/=7 ( "#terir!ente la "ren#a #e calienta a /99F : la !ue#tra #e clca nueva!ente en el "a"el alu!ini e#ta ve* a"lican' un '&le* : cn 2JT "r un tie!" 'e /!in+ Una ve* ter!ina' e#te "rce# #e retira la !ue#tra : #e crta 'e acuer' a la nr!a 'e la ASTM D-49=%>/+
-.$.$." Re5ubr262ento de PANI en pelí5ula de N*R.
1Una ve* ter!ina'a la !ue#tra 'e N;R el recu&ri!ient #e reali*ó cn una "li!eri*ación Bu3!ica in #itu 'e anilina "r el !5t' 'e @inc@a!ient utili*an' "erclrat 'e c&re $II( @e,a'i'rata' $Al'ric@( c! a0ente ,i'ante+ Pri!era!ente #e "re"ararn '# #lucine# #lución cn 9+6M $#lución -( 'e anilina $Al'ric@( : 7 Ml 'e Tetra@i'r)uran $T?( $Al'ric@( : tra #lución 'e 9+>9 M $Slución 1( 'e 9+290 'e "erclrat 'e c&re $II( @e,a@i'rata' $Al'ric@( : /Ml 'e acetnitril $Al'ric@(+ Se utili*arn la# "el3cula# 'e N;R anterir!ente crta'a# cn a"r,i!a'a!ente 9+= !! 'e e#"e#r : #e clcarn en una ca.a 'e "etri en 'n'e #e "u#iern en cntact en la #lución - 'urante 1 !inut# la# "el3cula# )uern retira'a# 'e la #lución : #e 'e.arn #ecar en una #u"er)icie 'e vi'ri 'urante un !inut a te!"eratura a!&iente 'e#"u5# la# "el3cula# #e clcarn en tra ca.a 'e "etri : #e #u!er0iern en la #lución 1 'urante 7 !inut# la# "el3cula# #e retirarn : )uern clca'a# en una #u"er)icie 'e vi'ri : #e 'e.arn #ecar 'urante 16 @ra# a te!"eratura a!&iente+ De#"u5# #e lavarn 'urante / #e0un'# en acetnitril "ara )inal!ente a"licarle# un #eca' al vac3+
-." T;5n25as de (ara5ter2 =%>7 7 "ara "ara "r"i "r"ie' e'a' a'e# e# !icr !icr%t %ten# en#3l3le# e# 'e "l8# "l8#titic# c#++ Se "racticarn en#a:# 'e re#i#tencia a la ten#ión eln0ación : !ó'ul 'e Yun0 "ara la# "el3cula# 'e N;R : N;R
-."." Med2528n de (ondu5t232dad El;5tr25a.
La !e'ición 'e la cn'uctivi'a' el5ctrica #e llevó a ca& !i'ien' la re#i#tencia vlu!5 vlu!5tri trica ca 'e la# "el3cu "el3cula# la# recu&ier recu&ierta# ta# "r el !5t' !5t' e#t8n'ar e#t8n'ar 'e '# "unt# "unt# @acien' u# 'e un !ult3!etr AGILENT /66-9A+ La# "el3cula# )uern clca'a# entre l# '# electr'# 'e 8rea cn#tante : #e !i'ió la re#i#tencia el5ctrica+ De#"u5# #e !i'ió el e#"e#r 'e la# "el3cula# cn la a:u'a 'e un !icró!etr MITUTOYO+ L# valre# 'e cn'uctivi'a' el5ctrica $ ^( #n encntra'# #u#titu:en' en la ecuación ecuación $-( l# valre# 'e re#i#tencia re#i#tencia $R( : e#"e#r $I( !e'i'# !e'i'# : t!an' t!an' en cuenta el 8rea 'e cntact cntact $A( la cual e# cn#tante e i0ual a 9+1=1= 9+1=1= c! 1 l# valre# 'e cn'uctivi'a' electica #n &teni'# en S
$-(
La re#i#tencia #u"er)icial ta!&i5n #e !i'ió cn un !ult3!etr clcan' l# electr'# #&re la #u"er)icie 'e la# "el3cula# cn una #e"aración 'e - c! entre electr'#+
-.".- M25ros5op2a Ele5tr8n25a de *arr2do 9SEM: La# !icr0r !icr0ra)3 a)3a# a# )uern )uern t!a'a t!a'a## cn un !icr#c !icr#c"i "i electr electróni ónic c 'e &arri' &arri' $Pe!trn ##%/99( cn un @a* 'e electrne# 'e -2 JV 'e inten#i'a' a alt vac3+ Se reali*arn la# !icr)t0ra)3a# 'e una 'e la# "el3cula# 'e N;R+ N;R+ La# !ue#tra# )uern )ractura'a# cn nitró0en en #u #ección tran#ver#al : #e &#ervó la "arte #u"er)icial "#terir!ent "#terir!ente e #e a'@iriern a l# "rta !ue#tra# !et8lic# !et8lic# "r !e'i 'e una cinta 'e car&n+
-.".% An=l2s2s T;r625o 9'S(>TGA:
Para el an8li#i# t5r!ic #e utili*ó un eBui" SDT 1>79 #i!ultaneu# DSC%TGA TA in#tru!ent#+ La# !ue#tra# !e'i'a# )uern 'e un "e# a"r,i!a' 'e 4 !0+ : #e calentó @a#ta 299FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %- cn un )lu. 'e nitró0en 'e 16 c! / !in%- "r el !5t' 'e ra!"a+
-.".0 Anal2s2s )TIR. Para el an8li#i# 'e in)rarr. #e utili*ó un eBui" $e#"ectró!etr PerJinEl!er GH( en el cual #e crtarn / !ue#tra# en la# cuale# una !ue#tra )ue 'e la# "el3cula# recu&ierta# la tra )ue 'e N;R%"eró,i' 'e 'icu!il : una !8# )ue 'e N;R "ur+
-.".? Estud2os de P2eRes2st232dad.
De acuer' a la# "r"ie'a'e# el5ctrica# 'el !aterial recu&iert #e e#c0iern !ue#tra# 'e !e.r re#i#tencia el5ctrica cercana+ La# !ue#tra# #er8n crta'a# cn la# !e'i'a# e#t8n'ar ante# !encina'a# #er8n clca'a# cn #u# cara# #u"erire# e in)e in)eri rire re## @aci @acien en' ' cnt cntac act t el5c el5ctr tric ic cn cn elec electr tr' '# # "lan "lan## 'e c&re c&re++ L# L# electr'# #er8n clca'# entre la !ue#tra : l# "lat# 'e c!"re#ión 'e una !8Buina univer#al 'e en#a:# !ec8nic# Unite' eBui"a'a cn una cel'a 'e car0a 'e 2 JN+ La re#i#tencia el5ctrica #er8 ca"tura'a 'urante cicl# 'e e#tira!ient : rela.ación u#an' un electró!etr !arca A0ilent !'el/66-9A cn inter)ace 'e alta velci'a' US;
L# 'at# 'e e#)uer*%'e)r!ación #er8n &teni'# #i!ult8nea!ente en 1 c!"uta'ra# una PC cn el #)tKare 'e "eración 'e la !8Buina univer#al 'e en#a:# : en tra PC cn el #)tKare 'e "eración inclui' en el !ult3!etr+ ?inal!ente ?inal!ente el c!"rta!ie c!"rta!ient nt "ie*%re#i#tiv "ie*%re#i#tiv #er8 &teni' &teni' 'e la crrelación crrelación 'e l# 'at# !ec8nic# : el5ctric# cn &a#e al tie!" 'e 'uración 'el e,"eri!ent+
(APITULO %
RESULTA'OS / 'IS(USI,N %.$ Prop2edades Me5=n25as. Se0n al0un# e#tu'i# re"rta'# el N;R e# un !aterial ai#lante cn re#i#tencia vlu!5trica en el r'en 'e -9 -9 S c! c! %- cn : e# cn#i'era' #e0n Sau Z Bue "#ee &uena# "r"ie'a'e# !ec8nica# / en ca!&i la Plianilina e# un !aterial Bue "re#enta "re#enta una cn'uctivi'a' cn'uctivi'a' el5ctrica 'e -9%1 # c!%-
-1
cn "r"ie'a'e# !ec8nica#
Bue n )avrecen a la 'e)r!ación 'el !aterial "r l tant en la# !ue#tra# 'e N;R #e a"lica un recu&ri!ient 'e PANI "ara c!&inar la# "r"ie'a'e# !ec8nica# : Bue el !aterial re#ultante ten0a una cn'uctivi'a' electrica+ L# re#ulta'# : la#
0r8)ica# #n "re#enta'# a cntinuación 'e la caracteri*ación 'e !ue#tra# cn N;R en #u e#ta' "ur N;R cn "eró,i' 'e 'icu!il : N;R cn "eró,i' 'e 'icu!il : PANI+ En la ta&la - #e !ue#tran l# re#ulta'# 'e e#)uer*%'e)r!ación "ara la# "el3cula# c!"ue#ta# 'e N;R
-/
e#t "ue'e #er c!"r&a' c!"ran' l# "rcenta.e#
'e eln0ación en la# "el3cula# :a Bue "ara el ca# 'e la# "el3cula# 'e N;R el "rcenta.e 'e 'e)r!ación
re0i#tra' )ue 'e 271+17X &#erv8n'#e una
'i#!inución 'e l# valre# a0re0ar la Plianilina+ Para la# "el3cula# cn N;R : "eró,i' 'e Dicu!il #e &#ervó una 'e)r!ación 'e 6/6+4- X 'an' lu0ar a una 'i#!inución !a:r en relación al N;R 'an' una 'i#!inución !a:r 'e /27+16 X
en la# "el3cula# 'e N;R
Res2sten52a a 'e7or6a528n (o6puesto
9:
M8dulo de la tens28n
/oun4 9MPA:
9MPA: N*R
271+17 $-//+/9(
9+442 $9+-97(
9+21 $9+122(
N*RB Per8C2do /4-+=9 $24+64(
-+492 $9+12(
9+6> $9+11-(
de '25u62lo 90:
BPANI
-+
Variación 'e la#
N*RB Per8C2do de '25u62lo 90: /27+16 $27+7>(
Ta&la
-+494 $9+144(
9+6> $9+1/>(
"r"ie'a'e# !ec8nica# en "el3cula# 'e N;R N;R
0.5
NBR + Peróxido e Dicumilo
Esfuerzo (Mpa) 0.4 0.3 0.2 0.1Dicumilo + PANI NBR + Peróxido de 0 0
50
100
150
200
250
Deformacion (%)
300
350
?i0ura >+ Curva 'e E#)uer*%De)r!ación 'e la# "el3cula# 'e N;R "ur : "el3cula# c!"ue#ta# 'e N;R cn Peró,i' 'e Dicu!il : "el3cula# 'e N;R cn Peró,i' 'e Dicu!il : PANI+
%." (ondu5t232dad El;5tr25a En cuant a la cn'uctivi'a' el5ctrica #e re)iere #e inve#ti0ó el e)ect 'e la canti'a' 'el !nó!er 'e la anilina en la #lución inicial #&re la cn'uctivi'a' el5ctrica+ L# re#ulta'# &teni'# #e "re#entan en la Ta&la 1+
N*R Per8C2do de '25u62lo -X 2X Molar2da d
R$
R"
R$
R"
ANILINA 9D: 9D: 9D: 9D: 9+- M 7=9 /9/ 62> 26 9+1M
==
17
74
-=
9+6M
6=
-2
-1
-6
Ta&la 1+ Cn'uctivi'a' el5ctrica 'e la# "el3cula# N;R
reali*arn "rue&a# cn 'i)erente# !lari'a'e# "ara ver la interacción Bue tienen : la )r!a en có! ca!&ia la re#i#tencia cn la cncentración 'e la PANI : en l# cuale# "'e!# ver Bue la# re#i#tencia# cn el -X en "e# 'e Peró,i' 'e Dicu!il cn !8# alta# l Bue 'ar3a una !enr cn'uctivi'a' en ca!&i cn el 2X 'e "eró,i' #e "ue'en &#ervar clara!ente c! #n !e.re# : alcan*an' la re#i#tencia !8# &a.a al 9+6M cn -1 Z_ "ara la re#i#tencia #u"er)icial : -6 Z_ "ara la re#i#tencia tran#ver#al+ En e#tu'i# anterire# #e @an reali*a' !e*cla# 'e 'iver## ela#tó!er# cn un "l3!er cn'uctr en la !a:r3a 'e l# ca## una 'e la# "r"ie'a'e# $!ec8nica# el5ctrica#( e# "&re "ara l# &.etiv# Bue #e 'e#ean l0rar+ En la &i&li0ra)3a cn#ulta'a #e reali*ó una !e*cla 'e N;R
1/
#e #inteti*
"r
!e*cla' !ec8nic &teni5n'#e
cn'uctivi'a'e# 'e @a#ta -9%1 S c!%- "ara cnteni'# !u: alt# 'e PANI $=9X en "e#( #e &tuv un !aterial cn re#i#tencia a la ten#ión 'e 6+2 MPa : un "rcenta.e 'e eln0ación n !a:r a =9X+
A 'i)erencia 'e la# !e*cla# 'e "l3!er# !encina'a# cn anteriri'a' la# "el3cula# 'e N;R
%.- M25ros5op2a Ele5tr8n25a de *arr2do 9SEM:. Cn la )inali'a' 'e veri)icar la crrecta 'i#"er#ión 'e la# "art3cula# en la !ue#tra #e reali*arn &#ervacine# en el !icr#c"i electrónic 'e &arri'+ La# !icr0ra)3a# )uern t!a'a# cn un eBui" $Pe!trn ##%/99( cn un @a* 'e electrne# 'e -2 JV 'e inten#i'a' a alt vac3 Para ell #e t!ó #e t!ó una !ue#tra 'e la# "el3cula# 'e N;R : N;R
'e N;R recu&ierta 'e PANI en 'n'e #e &#erva la e,i#tencia 'e cierta# 0rieta# : ru0#i'a'e# !8# 0ran'e# e#t e# 'e&i' a la "re#encia 'e la PANI cn e#t "'e!# c!"r&ar Bue la interacción entre el N;R : la PANI en la "arte #u"er)icial e# )uerte+ La# i!80ene# !#tra'a# en la ?i0ura =+a( #n la# !icr0ra)3a# 'e 1999, 'e re#lución crre#"n'iente# a la# "el3cula# c!"ue#ta# 'e N;R cn "eró,i' cn crte tran#ver#al en la cual #e &#erva la e,i#tencia 'e al0un# a0rieta!ient# Bue "#i&le!ente #ean l# cn'uctre# 'e la crriente el5ctrica+ En la )i0ura =+&( re"re#enta la !icr0ra)3a 'e la !i#!a re#lución 'e la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# cn PANI en la Bue n e# ntria una 'i)erencia cn re#"ect a la# "el3cula# 'e N;R cn Peró,i' #e #i0uen &#ervan' cierta# 0rieta# : e# li0era!ente !8# ru0#a #u e#tructura+
a(
&(
?i0ura -9+ Micr0ra)3a# 'e la# !ue#tra# en SEM cn una re#lución 'e 1999, en la "arte #u"er)icial 'e la "el3cula+ a( N;R cn Peró,i' : &( N;R recu&iert cn PANI+
a(
&(
?i0ura --+ Micr0ra)3a# 'e la# !ue#tra# en SEM cn una re#lución 'e 1999, en la "arte tran#ver#al 'e la "el3cula+ a( N;R cn Peró,i' : &( N;R recu&iert cn PANI+
%.% Pruebas )TIR. Para el an8li#i# 'e in)rarr. #e utili*ó un eBui" $e#"ectró!etr PerJinEl!er GH( en el cual #e crtarn !ue#tra# 'e N;R N;R cn Peró,i' 'e Dicu!3l : N;R Recu&iert 'e PANI en la )i0ura -1 #e "ue'en &#ervar c! el "ic caracter3#tic 'el tri"le enlace CN 'el N;R en alre'e'r 'e l# 1169 c! %- en el ca# 'el N;R : N;R cn Peró,i' 'e 'icu!3l en la !ue#tra Bue #e tiene el recu&ri!ient #e ve !u: li0era!ente e#te 0ru"+ En el ca# 'e la !ue#tra 'e N;R cn "eró,i' : N;R cn PANI #e &#erva c! el ,30en e#t8 "re#ente caracter3#tic 'e "eró,i' 'e 'icu!3l "ara la !ue#tra 'e N;R recu&ierta 'e PANI el N e 0ru" a!in "ertenece a un e#tira!ient : el 0ru" N ) a una )le,ión 'e la Plianilina "r l Bue "'e!# 'ecir Bue al !!ent 'e @acer el recu&ri!ient 'e PANI en la !ue#tra #i #e encuentra a'@eri' al N;R+
?i0ura -1+ Prue&a 'e ?TIR 'e N;R N;R Peró,i' 'e Dicu!il : N;R Peró,i' 'e Dicu!il PANI+
%.0 An=l2s2s T;r625o. En la# ?i0ura# -/ -6 : -2 #e !ue#tran l# ter!0ra!a# 'e la# 'i)erente# !ue#tra# anali*a'a# 'e PANI N;R "ur N;R cn PANI re#"ectiva!ente en la# cuale# #e reali*arn "rue&a# 'e DSC $Di))erential Scannin0 Calri!etr:( : TGA $t@er!al 0ravi!etric anal:#i#( 'e !anera #i!ult8nea cn un eBui" 'e eBui" SDT 1>79 #i!ultaneu# DSC%TGA TA in#tru!ent#+ La# !ue#tra# !e'i'a# )uern 'e un "e# a"r,i!a' 'e 4 !0+ : #e calentó @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %- cn un )lu. 'e nitró0en 'e 16 c! / !in%- "r el !5t' 'e ra!"a+ En la# )i0ura -/ #e "ue'e &#ervar el ter!0ra!a 'e !anera #i!ult8nea 'e TGA% DSC 'e una !ue#tra 'e PANI+ Pri!era!ente anali*an' la curva 'el TGA
e,i#te
una "5r'i'a 'e !a#a e!"ie*a cn un ca!&i entre l# /9 : 69FC el cual &#ervan' el DSC re"re#enta "ic en't5r!ic Bue cae 'e l# %2 a %-6 ![ #e @a re"rta' "r "arte 'e [an0 en e#tu'i# 'e PANI en valre# 'e e#ta te!"eratura e,i#te una eva"ración 'e c!"nente# 'e &a. "e# !lecular : e,"lican Bue al0un# li0ó!er# #e )r!an inicial!ente "r ra'icale# li&re# : curren en la ca'ena "rinci"al 'urante el calenta!ient 'e la !ue#tra
17
#i0uien' cn el an8li#i# 'e la
curva 'e TGA en l# -72FC e,i#te un ca!&i en la curva : &#ervan' la curva 'el DSC #e &#erva un ca!&i e,t5r!ic vi#i&le e# Bue e# el "unt en 'n'e la !a#a tiene #u "5r'i'a !8# "rnuncia'a : ter!ina en l# 129FC cntinuan' cn el an8li#i# 'e la curva 'e TGA al lle0ar a l# /2>F C a l# "'e!# &#ervar Bue e,i#te un !aterial 'e re#i'u 'e PANI 'e un =>X 'e "e# #e @a re"rta' reciente!ente #e0n [an0 : cla&ra're# Bue la "5r'i'a 'e !a#a #e re'uce !8# al &#ervar un TGA 'e PANI en una at!#)era 'e aire cuan' lle0a a valre# 'e l# 799FC #e tiene un !aterial 'e re#i'u 'el = >X 'e la !a#a Bue e# re#ulta' 'e la 'e0ra'ación 'el alt "e# !lecular 'el "l3!er
17
++ Tant en la at!#)era 'e
nitró0en en la at!#)era 'e aire re"rta'a #e &#ervan "rinci"al!ente '# eta"a# 'e "5r'i'a 'e !a#a 'e PANI en la "ri!era "5r'i'a 'e !a#a cn la &a.a te!"eratura re#ulta 'e la eva"ración 'e la @u!e'a' : Bui*8# 'e la 'e#0a#i)icación 'e "eBuea# !l5cula#+ La #e0un'a "5r'i'a 'e !a#a in'ica una 'e#c!"#ición en la e#tructura 'el "l3!er
14
+ Ta!&i5n #e @a re"rta' #e0n e#tu'i# 'e Din0 :
cla&ra're# e#ta# "5r'i'a# 'e !a#a ta!&i5n e#t8n relacina'a# l# 'i)erente# ti"# 'e "li!eri*ación en el ca# 'e la "li!eri*ación en a0ua cn 8ci'# #e re"rtarn 6 "5r'i'a# 'e !a#a "rinci"ale# la "ri!era "5r'i'a e#t8 relacina'a cn
el 0ra' 'e cri#talini'a' 'e l# c!"ue#t# 'e&i' a la li&eración 'e l# anine# '"ante# en la #e0un'a "5r'i'a e# cn#ecuente 'el "rcenta.e 'e PANI en el c!"ue#t crre#"n'iente en la tercer "5r'i'a 'e !a#a la 'e#cri&en 'e&i' a la 'e#c!"#ición 'e#"u5# 'e la eli!inación 'e l# anine# '"ante# en la cuarta "5r'i'a 'e !a#a e# crre#"n'iente a la crrelación entre la canti'a' 'e PANI : l# valre# 'e te!"eratura 'e )u#ión $T!( Bue e!"ie*a en l# valre# entre l# 299 : 799FC en l Bue ell# 'e'ucen Bue "r l Bue el au!ent 'e la "r"rción 'e PANI lleva a 'i#!inuir la e#ta&ili'a' t5r!ica 'el !aterial c!"ue#t 1=+
En la )i0ura -6 #e !ue#tra un ter!0ra!a 'e una "el3cula 'e N;R : en el TGA #e "ue'e &#ervar Bue e,i#te una "5r'i'a 'e !a#a 'el -1 X 'e l# 2F a 691FC "r !tiv 'e 'e0ra'ación "r el calenta!ient inicial 'el eBui" : eva"ración 'e #lvente#+ A "artir 'e l# 691FC la !a#a 'el N;R e# 'e =1 X : tiene una ca3'a !u: "rnuncia'a @a#ta lle0ar a l# 299FC : ter!inar en -=X 'e !a#a e#te ca!&i e# !e.r a"recia' en la curva 'el DSC en el tercer "ic en't5r!ic+
En &a#e a l# '# ter!0ra!a# anterire# la# te!"eratura# 'e inici 'e #u 'e0ra'ación #n "ara el N;R 'e 691F : "ara la PANI 'e -72FC l cual e#ta# te!"eratura# n# "ue'en 'ar un in'icativ 'e la !i#ci&ili'a' 'e l# c!"nente#
-2
+
La )i0ura -2 crre#"n'e a un ter!0ra!a 'e una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn PANI : "'e!# &#ervar cn la curva 'el TGA #u te!"eratura# 'e inici 'e 'e0ra'ación 'el c!"ue#t 'e la "lianilina Bue e#ta n cinci'en cn re#"ect a la
!ue#tra 'e PANI "ur en el DSC 'e e#ta )i0ura el /er "ic e# !8# e,t5r!ic cn un valr 'e 16=FC : c!"ar8n'l cn la )i0+ -/ el DSC 'e la !ue#tra 'e #l PANI e# 'e ->4FC en 'n'e #e &#erva un ca!&i en el crri!ient 'e #u inici 'e la 'e0ra'ación "r l Bue entnce# #e "ue'e 'e'ucir Bue la# !e*cla 'e N;R : PANI n #e !e*clan c!"leta!ente : #e c!"rue&a Bue n e,i#te una c!"leta !i#ci&ili'a' entre l# c!"ue#t# 'e N;R recu&ierta cn PANI #e0n e#tu'i# 'e PANI reali*a'# "r [an0 en un #i#te!a c!"ue#t 'e una !e*cla 'e "l3!er# cn PANI e# !8# e#ta&le t5r!ica!ente #i #e c!"ara cn la PANI "ura 'e&i' a Bue @a: un crri!ient en la# te!"eratura# 'e inici 'e la 'e0ra'ación e#t "ue'e #er e,"lica' "r la )uerte interacción entre la# ca'ena# 'el c!"ue#t 'e la PANI : el "l3!er l Bue le 'a una !a:r e#ta&ili'a' t5r!ica 17+ Te!"eratura 'e inici 'e C!"ue#t PANI N;R N;R PANI
la 'e0ra'ación+ ->4 /72 16=
Ta&la /+ Mue#tra la# te!"eratura# 'e inici 'e la 'e0ra'ación 'e l# "l3!er# 'e PANI N;R Y N;R
?i0ura -/+ Ter!0ra!a 'e PANI trata'a t5r!ica!ente 'e#'e la te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %-+
?i0ura -6+ Ter!0ra!a 'e una !ue#tra 'e N;R "ur trata'a t5r!ica!ente 'e#'e la te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in % +
?i0ura -2+ Ter!0ra!a 'e una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn PANI trata'a t5r!ica!ente 'e#'e la te!"eratura a!&iente @a#ta 799FC cn una velci'a' 'e calenta!ient 'e -9FC !in %-+
%.? Pruebas 5í5l25as de p2eres2st232dad. En cuant a "rue&a# c3clica# #e re)iere #e reali*ó un an8li#i# c!&inan' '# "rue&a# una 'e re#i#tencia en )unción 'e la 'e)r!ación 'e l# cicl# 'e la "rue&a !ec8nica+ Para ell #e reali*arn e#ta# "rue&a# cn N;R=9+ En la )i0ura -- A( 'n'e #e reali*arn e#tira!ient# 'e -9!! a una velci'a' 'e 2 !!
en l# /- Z_ en el "unt !8# alt tenien' en la 0r8)ica !#tra'a en la )i0ura -- ;( n# !ue#tra la re#i#tencia relativa cntra la 'e)r!ación : #e "ue'e 'e'ucir Bue el "l3!er 'e N;R cn el recu&ri!ient 'e PANI cn Peró,i' 'e Dicu!il #i0ue tenien' "r"ie'a'e# relativa!ente : tenien' un )actr 'e #en#i&ili'a' 'e -+964 l Bue #i0ue #ien' )acti&le c! a"licación "ara #en#r 'e e#)uer*#+ En la )i0ura -1 A( #e "ue'e &#ervar la re#i#tencia relativa en )unción 'el tie!" : #e ve clara!ente Bue en e#t# = cicl# 'e e#tira!ient a -2 !! cn una velci'a' 'e 2 !!=/+ En la )i0ura -6 : -2 Bue crre#"n'e a l# cicl# 'e 19 : 12 !! re#"ectiva!ente #e "ue'en &#ervar c! en ca'a cicl #e 'e#v3an la# curva# 'e ca'a cicl l Bue "ue'e #er 'e&i' a Bue en e#tira!ient# tan 0ran'e# la# ca'ena# #e e#tiran 'e!a#ia' : #e "ier'e el e)ect 'e cn'uctivi'a' "r el e)ect 'e "erclación a'Buiri' al !!ent 'e la "li!eri*ación "r l Bue en "rue&a# c3clica# 'e 19 : 12 !! n e# cn)ia&le "'er 'arle el u# c! #en#r 'e e#)uer*#+
A( 220000 210000 200000 190000 180000
Resistencia (Ω) 170000
ciclo 2 ciclo 3 ciclo 4
160000
ciclo 5
150000
iclo 6
140000 130000 360 420 480 540 600
Tiempo de Ciclo (s)
;(
ciclo 1
ciclo 7 iclo 8
!"x# $ R% $ 0
0.40000 0.30000
R/Ro
0.20000 0.10000 0.00000 0.000 0.100 0.200 0.300
iclo 1 iclo 2 iclo 3 iclo 4 &i'e(r "iclo 4# iclo 5 iclo 6 iclo 7 iclo 8
Deformación ε
?i0ura -7+ A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 2!! a una velci'a' 'e 2!!
A(
310700 290700 270700 250700
Resistencia (Ω) 230700 210700 190700
ciclo 6
170700
ciclo 7
150700
300
0
900 1500 2100 600 1200 1800 2400
ciclo 8
Tiempo de Ciclo (s)
;( 1.2000 1.0000 0.8000
∆R/Ro
iclo 1 !"x# $ 1.05x ) 0.07 R% $ 0.99
0.6000
&i'e(r "iclo 1# iclo 2 iclo 3 iclo 4
0.4000
iclo 5
0.2000
iclo 6
0.0000 0.00000.20000.40000.60000.80001.0000
iclo 7 iclo 8
Deformación ε
?i0ura -4+ A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e -9!! a una velci'a' 'e 2!!
A(
800000 ciclo 1
700000
ciclo 2 600000
ciclo 3
Resistencia ()
ciclo 4
500000
ciclo 5 ciclo 6
400000
ciclo 7 300000 1800
ciclo 8 2400
3000
3600
Tiempo de Ciclos (s)
;( 1.4000 1.2000 1.0000 0.8000
iclo 1 !"x# $ 0.9x ) 0.11 R% $ 0.98
iclo 2 iclo 3
∆R/Ro 0.6000
iclo 4 iclo 5
0.4000
iclo 6
0.2000
iclo 7
0.0000 0.000
&i'e(r "iclo 7# 0.500
1.000
1.500
iclo 8
Deformación ε
?i0ura -=+ A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e -2!! a una velci'a' 'e 2!!
A( 3500000 3000000 ciclo 1
2500000
Resistencia (!"m)
ciclo 2 ciclo 3
2000000
ciclo 4 1500000
ciclo 5 ciclo 6
1000000
ciclo 7
500000 600 1200 1800 2400 3000 3600
ciclo 8
Ciclos (s)
;( 6.0000 5.0000 iclo 1
∆R/Ro
4.0000
iclo 2
3.0000
iclo 3 iclo 4
2.0000
iclo 5 iclo 6
1.0000 0.0000 0.0000
iclo 7 10.0000
20.0000
30.0000
iclo 8
'e7or6a528n F
?i0ura ->+ A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 19!! a una velci'a' 'e 2 !!
A( 4550000 4050000 3550000
Resistencia (!"m)
ciclo 1
3050000
ciclo 2
2550000
ciclo 3 ciclo 4
2050000
ciclo 5
1550000
ciclo 6
1050000
ciclo 7
550000 4000 4200 4400 4600 4800 5000
ciclo 8
Ciclo de Tiempo (s)
;( 2.50000000 2.00000000 iclo 1 iclo 2
1.50000000
R@R
iclo 3 iclo 4
1.00000000
iclo 5 iclo 6
0.50000000
iclo 7 0.00000000 0.000
iclo 8 10.000
'e7or6a528n F
20.000
30.000
?i0ura 19+ A( Gra)ica 'e la re#i#tencia 'el !aterial en )unción 'el tie!" 'e ca'a cicl "ara la# !ue#tra# 'e N;R recu&ierta# 'e PANI en la# "rue&a# c3clica# 'e 12!! a una velci'a' 'e 2 !!
Re*i+e'ci( ,* -iemo 1050
Re*i*+e'ci( "/ #
850 650
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
-iemo "mi'#
50
55
60
65
70
75
?i0ura 1-+ Gra)ica 'e re#i#tencia en )unción 'el tie!" "ara una "rue&a 'e -99 c3clic# 'e 2!! cn velci'a' 'e 2!! "r !inut en una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn PANI+
Re*i+e'ci( ,* -iemo 1150 1050 950
Re*i*+e'ci( "# 850 750 650 4450
4700
4950
5200
-iemo "*e#
?i0ura 11+ Gra)ica 'e re#i#tencia en )unción 'el tie!" "ara una "rue&a 'e -99 c3clic# 'e 2!! cn velci'a' 'e 2!! "r !inut en una !ue#tra 'e N;R recu&ierta cn PANI cn acerca!ient en l# tie!"# 'e 6629 a 2199 #e0+
(APITULO 0 (ON(LUSIONES
ANEOS Pre#entacine# en cn0re## relacina'a# cn el tra&a. 'e te#i#+ -+ bCOMPOSITE EVALUATION ;ASED ON ?ILMS O? POLY $NITRILE% ;UTADIENE( COATED [IT POLYANILINE ?OR USE AS A SENSOR O? STRESSb &: r0e Urrea #:!"#iu! 6D NeK Tren'# in "l:!er c@e!i#tr: an' c@aracteri*atin at t@e HHII Internatinal Material# Re#earc@ Cn0re## Cancun uintana R Au0u#t -- % -2 19-/+
RE)EREN(IAS *I*LIOGRA)I(AS -+ )ae< R. 'e Paol2 M. A. A cn'uctive ru&&er &a#e 'n EPDM an' "l:aniline% I+ D"in0 !et@' e))ect+ Eur"ean Pl:!er urnal 199- /4 $7( --/>%--6/+ 1+ opp2 R. A. 'e Paol2 M. A. C@e!ical "re"aratin ) cn'uctive ela#t!eric &len'# "l:":rrle>46/4 $-%1( -42%-=1+
/+ Sau D. P. (aK2 T. D. Dast42r '. Car&n )i&er )ille' cn'uctive c!"#ite# &a#e' n nitrile ru&&er $N;R( et@:lene "r":lene 'iene ru&&er $EPDM( an' t@eir &len'+ Pl:!er ->>= /> $12( 767-%767-+ 6+ (andraseKar Prasanna
cn'uctin0 Pl:!er#
)un'a!ental# an'
a""licatin# ZluKer aca'e!ic "u&li#@er# !a##ac@utt# ->>>+ 2+ *adra S Dast42r '. S2n4a N. D. Lee J. H. Pr0re## in "re"aratin "rce##in0 an' a""licatin# ) "l:aniline+ Pr0re## in Pl:!er Science 199> /6 $=( 4=/%=-9+ 7+ +all26 M.R. )el2sbert2 M. I. 'e Paol2 M. A. ;len'# ) "l:aniline Kit@ nitrilic ru&&er+ urnal ) A""lie' Pl:!er Science 1999 42 $2( 744% 7=6+ 4+ /on4 D. (. )oot P. J. S Mor4an H. (ooK S. T2nKer A. J. Cn'uctive "l: $&uta'iene%c%acr:lnitrile( "l:aniline ''ec:l&en*ene#ul)nate N;R% PANI+D;SA &len'# "re"are' in #lutin+ Eur"ean Pl:!er urnal 1997 61 $=( -4-7%-414+ =+ 'e Sou1%7>4+ >+ P2no M. S. Gorelo3a M. M. 'e<>= 49$=( -26/%-26>+ -9+ (ast2llo> Orte4a M. M. 'el (ast2llo>(astro T. En52nas J. (. Pere< Tello
M. 'e Paol2 M.A Ola!o G. Electricall: cn'uctin0 "l:aniline%P;MA
c!"#ite )li!# &taine' &: e,tru#in+ urnal ) A""lie' Pl:!er Science 199/ => $-( -4>%-=/+ --+ *arra G.M.O. Mat2ns R. R. Da7er DA. Pan2a4o R. +asues (. T.
P2res A+T+N+ T@er!"la#tic ela#t!er<"l:aniline!ec@anical !i,in0+ &len'# Evaliatin ) !ec@anical an' electr!ec@anical "r"ertie#+ Pl:!er Te#tin0 199= 14 $4( ==7%=>1+ -1+ P2no M. S. 'e>> 4- $-6( 1/1>%1//6+ -/+ )ae< R. Ga>>69 $19(26>4%229/+ -6+ AsKeland '.R. Pul; P.P + Ciencia e in0enieria 'e l# !aterial#+ 6ta e'+ T@!#n M5,ic D+? 1996+ -2+ Se!6our R.*. (arraer (. E + Se:!ur< Carra@er# "l:!er c@e!i#tr:+ 7 t@ e'+ M+ DeJJer NeK YrJ199/ " ,,,vii>-/ "+ -7+ S62t . ). Hase6o J. ?un'atin# ) !aterial# #cience an' en0ineerin0 /r' e'+ McGraK%ill ;#tn fMa##g 1996 " ,, >9= "+ -4+ Od2an G. G. Princi"le# ) "l:!eri*atin+ 6 t@ e'+ [ile: &Jen N++ 1996 P HHIV=-1"+ -=+ Ruppre5t L. Cn'uctive "l:!er# an' "la#tic# in in'u#trial a""licatin#+ Pla#tic# De#i0n Li&rar: NrKic@ NY ->>> " viii 1=2"+ ->+ an4 /. S2 !.(. u . D. /ao H. L. a2 G. /. Hao J.(. L2 G.. Pre"aratin ) PANI%cate' "l: $#t:rene%c%#t:rene #ul)nate( nan"article#
in !icre!ul#in !e'ia+ Clli'# an' #ur)ace# a%P@:#icc@e!ical an' En0ineerin0 A#"ect# 199> /62 $-%/( 4-%46+ 19+ A!ad M. M. Prasto6o N. Matsuda A. Ste1sKal J + Sen#in0 ) #ilver in# &: nantu&ular "l:aniline )il! 'e"#ite 'n Buart*%cr:#tal in a !icr&alance+ S:nt@etic Metal# 19-9-79 $-%1( 61%67+ 1-+ Srn23asan S.S. Ratnadura2 R. N2e6ann M. U. Pan2 A. R. Gosa62
'. /. Ste7anaKos E. D. Re3ers2ble :'r0en Ener0: 19-9 /2 $-(112%1/9+ 11+ ParK S. J. (o D. S. R!u S. D. ?iller% ela#t!er interactin# in)luence ) ,:0en "la#!a treat!ent n #ur)ace an' !ec@anical "r"ertie# ) car&n &lacJ 42 $6( 779%776+ 17+ SaoCu an4 25en4 Tan /ansen4 L2 L2C2an Sun Tao an4. S:nt@e#i# c@aracteri*atin an' t@er!al anal:#i# ) "l:aniline<]rO1 c!"#ite#+ 14 Ma: 1992+ $->1%->/(+
14+ L2l2 '2n4 2n4u an4 R.+. Gre4or!. T@er!al "r"ertie# ) c@e!icall: #:nt@e#i*e' "l:aniline E;< "K'er anuar: ->>> $46%42(+ 1=+ Al2 H. Ge6ea! IKlas A. Mansour Reab G. El>SarKa! A6ed *. aK2. Pre"aratin an' c@aracteri*atin ) "l:aniline-%->6+ 1>+ A32seK R A2!ar (ao Son4 Seon4>H!oK D26 and MarK G Allen. An all% "l:!er airhK #en#r u#in0 a "ie*re#i#tive c!"#ite ela#t!er+ $199>( $--2991($>""(+
-#.Luen4 an4 (uan4uo u /anl2n4 L2. Pie*re#i#tive re#"n#e t c@an0e# in cntri&utive tunnelin0 )il! netKrJ ) car&n nantu&e<#ilicne ru&&er c!"#ite un'er !ulti%la' -2 anuar: 19-/ Pa0ina# 62d26+
-$.Anand J Palanap2an S Sat!anara!ana 'N Pr0Pl:! Sci ->>= 1/>>/+ -". S562dt + 'o6ene5 S( Sold2 MS P2ne2ro EA Sli' Pl:!er# De0ra' Sta& 1996 =/ 2->+
--. Tsano3 T '2t5e3a>Dort5aKo3a M Terl6e
da S2l3a- Cn'uctin0 Ela#t!er ;len'# ;a#e' n Nitrile Ru&&er an' Pani+D;SA+ Macr!l+ S:!"+ 1997 1// >2d-9-+ /2+
