Formación de estructuras iónicas en ionómeros

LANCE, PEDRO SANTIAGO; VEGA, DANIEL ALBERTO; GÓMEZ, LEOPOLDO RAIMUNDO

Simposio; I Simposio de Modelado Multiescala para Biociencias y Nanomateriales en Argentina(I SiModAr); 2022

En las últimas décadas los materiales poliméricos han sido el foco de una gran cantidad de estudios para diversos propósitos, como materiales de construcción, de recubrimiento, celdas de batería, instrumentos plásticos, empaquetamiento, protesis médicas, etc. Esto es debido a la versatilidad y gran cantidad de propiedades que presentan a la hora de su fabricación o extracción. Estas propiedades pueden ser: el grado de polimerización, grado de cristalinidad, porcentaje de regiones vitreas, composición de las cadenas, solución en la que se encuentra presente, la presencia de nanocompuestos, partículas adheridas a las cadenas, etc. Un tipo especial depolímeros de gran interés son los ionómeros, que son polímeros con una pequeña fracción de moléculas con carga, los cuales pueden presentar una alta resistencia a impactos(utilizada en envases de perfume o recubrimiento de pelotas de golf) o como baterías de electrolitos.En este trabajo se estudia la formación de estructuras iónicas en ionómeros a través de simulaciones de dinámica molecular de grano grueso. Los inómeros son obtenidos utilizando un modelo de poly(ethylene-coacrylic acid) (PEAA) ampliamente utilizado. El modelo define cadenas donde cada monómero corresponde a tres grupos CH2, con partículas cargadas, que representan al grupo COO−, enlazadas a ciertos monómeros de la cadena, y partículas libres correspondiente a N a+(el número de partículas libres es igual al número de partículas con carga enlazados a la cadena). Las interacciones de enlace son de tipo FENE(finitely extensible nonlinear elastic), y las interacciones entre partículas no enlazadas están dadas por un potencial de Lennard-Jones12-6. Las partículas con carga interaccionan a través de un potencial de Coulomb de largo alcance. Se analizó la estructura y ordenamiento del sistema en función del número de cargas presentes por cadena.