Síntesis de nanopartículas de plata dispersas en una matriz epoxi mediante reacciones simultáneas de fotopolimerización y reducción

FRANCISCO D. MARTÍNEZ; IGNACIO E. DELL'ERBA; CLAUDIA I. VALLO; GUILLERMO E. ELIÇABE; WALTER F. SCHROEDER

Santa Fe

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, 14º SAM/CONAMET- XIII Simposio Materia; 2014

La inclusión de nanopartículas (NPs) metálicas en matrices poliméricas ofrece vastas oportunidades para el desarrollo de materiales compuestos con novedosas propiedades físicas, mecánicas, magnéticas, electrónicas y ópticas. Debido a la elevada reactividad superficial que presentan las NPs metálicas, estas son  termodinámicamente inestables y tienden a aglomerarse. Por lo tanto, el desafío clave para alcanzar las propiedades óptimas del material consiste en lograr una dispersión controlada de las NPs en la matriz polimérica. Se han reportado en la literatura diversos métodos de compatibilización de NPs metálicas con matrices poliméricas. En general, estos protocolos incluyen una primera etapa de reducción de una sal metálica y localización superficial de ligandos adecuados, una etapa posterior de dispersión de las partículas preformadas en un monómero reactivo, y una etapa final de polimerización de la matriz. En el presente trabajo se explora una estrategia novedosa para la síntesis de nanocompuestos metal-polímero en una sola etapa. Para ello, se utiliza un monómero epoxi fotopolimerizable en combinación con un precursor metálico adecuado (AgSbF6), tal que mediante irradiación con luz visible se inducen simultáneamente los procesos de polimerización de la matriz epoxi y reducción de la sal metálica. Se estudiaron dos resinas epoxi diferentes: 3,4-epoxicicloexilmetil-3,4-epoxiciclohexano carboxilato y diglicidiléter de bisfenol A (DGEBA). Mediante espectroscopia FTIR se monitoreó la cinética de conversión de grupos epoxi durante el tiempo de irradiación. Se utilizó espectroscopia UV-visible para monitorear la evolución de la banda de resonancia plasmónica asociada a las NPs en crecimiento durante el proceso de polimerización-reducción. La distribución de partículas obtenida fue caracterizada mediante TEM. El método conduce a una distribución de NPs de plata homogéneamente dispersas en la red epoxi, sin efectos de agregación macroscópica.