Los revestimientos de resinas se usan mucho en diversos sectores, tales como la aeronáutica y la automoción, especialmente en las piezas estructurales de aviones y coches. Una investigación de la UPV/EHU ha utilizado nanotubos de carbono para mejorar las propiedades de dichos revestimientos.
La investigación se ha llevado a cabo dentro del proyecto europeo POCO, y tiene por objeto elaborar estrategias para difundir correctamente nanotubos de carbono en diferentes polímeros. Los nanotubos de carbono mejoran la conductividad, reparan los rasguños, y tienen excelentes propiedades mecánicas. «Sin embargo, para transmitir o mejorar dichas características, los nanotubos de carbono deben difundirse bien en todo el material», señala Galder Kortaberria, químico de la UPV/EHU. Y este es el problema: los nanotubos tienden a formar aglomerados dificultando la dispersión homogénea en la matriz epoxi.
Se utilizan diferentes estrategias para difundir los nanotubos de carbono en la matriz polimérica. En primer lugar, los campos eléctricos o magnéticos. Los nanotubos de carbono, al ser conductores, se orientan y alinean en la dirección que se desee cuando se encuentran ante un campo eléctrico, con lo que se evitan buena parte de los aglomerados. Otra posibilidad es el tratamiento de la superficie de hasta conseguir determinada afinidad o compatibilidad con el epoxi. El grupo de investigación de la UPV/EHU ha propuesto una tercera vía: la utilización de copolímeros, es decir, de bloques de dos polímeros diferentes unidos entre sí por enlaces químicos, que actúen a la vez de surfactantes. En este caso, se ha utilizado el copolímero estireno-butadieno-estireno.
En primer lugar, se ha procedido a transformar, químicamente, uno de los bloques del copolímero (el butadieno en este caso), para que fuera compatible con la matriz de la resina epoxi. La adición del conjunto nanoestructura la resina epoxi y «de esta manera, los nanotubos de carbono se dispersan mucho mejor en la matriz epoxi, sin formar aglomerados», señala Kortaberria.
En general, «todos los revestimientos que preparamos presentaban mayor estabilidad que los basados solamente en el epoxi. El revestimiento más estable es el que tiene un 0,2 % de nanotubos de carbono», añade. El equipo de investigación ha observado que se pueden mejorar las propiedades de los revestimientos variando las cantidades de copolímeros y de nanotubos, en especial la estabilidad térmica o el comportamiento ante la temperatura, y que pueden diseñarse revestimientos apropiados para la industria.
«La difusión de los nanotubos ha mejorado mucho con el uso de los copolímeros, y se mantienen las características de los revestimientos basados en las resinas epoxi; en algunos casos, incluso han mejorado», afirma Kortaberria. «Todo ello permite producir revestimientos que sean adecuados para la industria, con características mejoradas», añade.
Referencia:
Esposito L.H., Ramos J.A. & Kortaberria G. (2014). Dispersion of carbon nanotubes in nanostructured epoxy systems for coating application, Progress in Organic Coatings, 77 (9) 1452-1458. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.05.001
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa