Estudio de la Correlación entre las Propiedades del Polidimetilsiloxano y la Polianilina en un Composito (PDMS PANI)

Abstract

En este trabajo de investigación se han explorado diversas rutas para la obtención de un composito integrado por una matriz de cadenas de polidimetilsiloxano (PDMS) y como carga polianilina (PANI); éstas van desde las rutas basadas en la química de radiación (uso de radiaciones ionizantes) hasta sistemas obtenidos por alguna vía química convencional. En primera instancia, se sintetizaron y caracterizaron, tanto en su estructura como en sus propiedades, elastómeros basados en cadenas de polidimetilsiloxano (PDMS) generados vía radiólisis-γ a partir de dosis altas con el fin de generar una potencial matriz para el composito (PDMS/PANI). Así, las matrices elastoméricas basadas en cadenas de PDMS y generadas a partir de esta metodología muestran propiedades poco convencionales para estos sistemas, las cuales están correlacionadas con los cambios conformacionales de la cadena siloxano y, con base a lo cual, pueden ser catalogados como materiales inteligentes del tipo materiales con cambio de forma (SCM por sus siglas en ingles). La carga del composito, esto es, la PANI, se discute en el siguiente capítulo, donde se desarrolló un sistema de tamaño nanométrico y con morfología definida del polímero conductor, lo anterior considerado como una estrategia para solventar algunos de los problemas presentados en la dispersión de la PANI dentro del composito PDMS/PANI. Así mismo, se realizó la caracterización estructural del polímero, y se implementaron técnicas espectroscópicas para conocer el band gap óptico del sistema; a la par, se obtuvieron valores de conductividad en sólido, observándose valores altos en la conductividad eléctrica. Debido a que, lograr una buena interacción de la PANI con las cadenas del PDMS cuando el sistema se expone a irradiación-γ es compleja, principalmente debido a las características estructurales específicas que posee cada polímero, se optó por desarrollar sistemas compositos por la vía química, lo cual es descrito en el capítulo final de este trabajo de investigación. Dichos sistemas están fundamentados en la modificación de la polaridad de las matrices basadas en cadenas del PDMS y en el uso de las nanopartículas de la PANI desarrolladas en el capítulo anterior, con el fin de obtener materiales, en los cuales, tanto la carga como la matriz puedan interaccionar de forma tal que se genere al final un efecto sinérgico entre las fases. Las matrices generadas para este composito, a pesar de no provocar conductividad eléctrica en el sistema debido a un inesperado cambio conformacional de la PANI provocado al interaccionar ésta con el intenso carácter apolar de las cadenas de PDMS que conforman la matriz ocasiona un deficiente transporte de electrones dentro de la estructura del polímero conductor; permiten mejorar la interacción con la carga nanométrica de la PANI, y además muestran propiedades insólitas que no han sido reportadas para sistemas elastoméricos basados en cadenas de PDMS como lo es la emisión de fluorescencia, haciendo que las matrices, por si solas, sean de gran interés científico. Se considera que este trabajo sienta las bases para que en un futuro se puedan obtener compositos (PDMS/PANI), en los cuales las fases sean capaces de interaccionar favorablemente, generando así materiales, que posean buenas propiedades mecánicas, una alta flexibilidad, así como una aceptable conductividad eléctrica.