Materiales con Memoria de Forma Basados en Redes Epoxi Modificadas

J. PUIG; C. E. HOPPE; L. A. FASCE; R. J. J. WILLIAMS

Mar del Plata

Workshop; III Encuentro Nacional de Materia Blanda; 2010

Los materiales con memoria de forma permiten construir actuadores para diversas aplicaciones (biomedicina, sensores, robótica, dispositivos microelectromecánicos, etc.). Estos materiales tienen la capacidad de ser deformados y temporalmente fijados en una forma secundaria (procedimiento de “programación”) que es estable mientras no se aplique el estímulo adecuado (temperatura, campo magnético, eléctrico, luz, pH, etc.), momento en el que recuperan su forma original. Los materiales con memoria de forma basados en polímeros (SMP, shape memory polymers) han sido objeto de desarrollos recientes. El interés en los SMP se basa en el menor costo, mayor versatilidad en temperaturas de uso, deformaciones y tensiones de ruptura, y fijación y recuperación de la deformación, respecto a los basados en aleaciones metálicas (SMA, shape memory alloys). Aunque las redes epoxi poseen excelentes propiedades térmicas y mecánicas, sólo en pocos trabajos recientes se ha propuesto su uso como SMP.1-7 La temperatura de activación de estos materiales es la temperatura de transición vítrea, que puede modularse en intervalos amplios a partir de la formulación elegida.6,7 Sin embargo, su uso como SMP requiere excelentes propiedades mecánicas en estado de goma (alta deformación de ruptura, buena recuperación de la deformación producida, buena tenacidad), no siempre fáciles de lograr con este tipo de polímeros.7 En el presente trabajo se utilizaron redes epoxi  basadas en entrecruzamientos físicos de polímeros lineales mediante la unión cola-cola de cadenas alquílicas.8,9 Las mismas se sintetizaron a partir de diglicidiléter de bisfenol A (DGEBA) y diferentes aminas (n-octilamina, n-dodecilamina, n-hexadecilamina, oleilamina). También se utilizaron mezclas de las mismas en distintas proporciones (manteniendo la relación estequiométrica epoxi/amina). A partir de estas formulaciones se obtuvieron redes termorreversibles con una transición gel-líquido característica. La modificación en el largo de cadena y/o composición de la mezcla de aminas permitió variar la temperatura de transición vítrea en un amplio rango. A partir de este análisis pudieron obtenerse formulaciones con temperatura de activación en el rango de la temperatura ambiente, lo que amplía significativamente las aplicaciones potenciales de estos materiales. La medida de las propiedades de memoria de los materiales seleccionados se encuentra actualmente en curso. Estas medidas permitirán establecer las relaciones formulación-estructuras-propiedades térmicas y mecánicas de las redes de polímeros epoxi anteriormente mencionadas y seleccionar aquellas formulaciones con propiedades potenciales para su empleo como materiales con memoria de forma (alta deformación de ruptura y alta tenacidad en estado de goma a la temperatura de activación). Finalmente, se analizará la posibilidad de modificar estas matrices con nanopartículas magnéticas (magnetita) recubiertas con ácido oleico. El objetivo de esta modificación será la activación remota de la propiedad de memoria a través del calentamiento magnético inducido por un campo magnético alterno.