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Estudio de las propiedades térmicas y eléctricas del compuesto copolímetro polipirrol estireno-butadieno (PPy-SBR)

Resumen en español

La presente investigación analiza la influencia que tiene el copolímero estireno-butadieno sobre las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas de las películas de polipirrol electroquímicamente generadas. Para la síntesis electroquímica de las películas de PPy-SBR (Polipirrol-Copolimero de estireno-butadieno) se trabajó con el monómero de pirrol y soluciones acuosas de SBR (%p/p). La concentración de pirrol se mantuvo constante en 0.1M, mientras la concentración del SBR tomó valores de 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14 %p/p. Sobre los electrodos de trabajo se electrogeneraron películas estables de PPy-SBR, usando como fuente de potencia un potenciostato, suministrando una diferencia de voltaje de 1.4 V con respecto al electrodo de referencia Ag/AgCl, y para un tiempo de polimerización de 10800 seg. El PPy-SBR se caracterizó térmicamente por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido y TGA (termogravimetría); Los termogramas resultantes mostraron que las películas obtenidas tienen mayor estabilidad térmica en ambiente oxidante e inerte que cuando se sintetiza solo PPy, con temperaturas superiores de 340º C. Los resultados de DSC muestran tres regiones características, una primera región sin anomalías térmicas, la segunda región con la presencia de una anomalía térmica alrededor de los 25°C y la última región la cual presenta dos anomalías térmicas. Para el caso del estudio de las propiedades eléctricas, se encontró que la concentración inicial de SBR afecta la conductividad de las películas de PPy-SBR, de forma inversamente proporcional, mientras la temperatura lo hace de forma proporcional. Para el estudio de las propiedades mecánicas se hizo uso de un nanoindentador piramidal Berkovich acoplado a la cabeza de nanoindentación ¿IBIS¿ de Fischer ¿ Cripps Labs y un marco de control de desplazamientos NANOVEA SERIES, en el cual, una vez sintetizadas las películas de PPy con la presencia de la macromolécula de Co-polímero de Estireno-Butadieno (SBR), se realizó la comparación con las propiedades del caucho vulcanizado industrialmente, así como el SBR puro; se calculó los módulos de elasticidad (E) y durezas (H), energía plásticas (Ue), energía elástica (Up) y porcentaje de recuperación a la deformación utilizando el método Oliver ¿ Pharr. 2 A través de la técnica de nanoindentación se determinaron las durezas de las películas con valores de 159,4 MPa, 143 MPa, 133,5 MPa, 120 MPa, 126,3 MPa, 129,4 MPa, 132,4 MPa, para las relaciones de concentración (%p/p SBR/Molaridad de pirrol), 40, 50, 70, 80, 100, 120, 140 respectivamente. Las películas presentaron mayores valores de modulo de dureza y de elasticidad y menores energías plásticas y elásticas comparado con el SBR puro y caucho vulcanizado industrialmente. Los espesores de las películas variaron entre 6 y 16 µm.