Competencia entre vitrificación y cristalización como estrategia para modular la morfología de nanoestructuras de PE-b-PEO dispersas en una matriz epoxi

RUTH SCHMARSOW ; WALTER F. SCHROEDER; ILEANA A. ZUCCHI

Los Cocos, Córdoba

Simposio; XII Simposio Argentino de Polímeros (SAP 2017); 2017

Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMaP) del Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería y Procesos y Química Aplicada (IPQA), Universidad Nacional de Córdoba - CONICET

En presencia de un solvente selectivo para uno de los bloques, un copolímero de bloque (BC) tiende a autoensamblarse en una variedad de morfologías micelares, tales como esferas, cilindros, vesículas y otras formas más complejas. Bajo estas condiciones, el bloque soluble quedará orientado hacia el solvente continuo y conformará la corona de la micela, mientras que la parte insoluble formará el núcleo de la estructura. El concepto original de autoensamblado de BC en solventes orgánicos no reactivos, puede extenderse para la preparación de materiales poliméricos nanoestructurados. En este caso, los precursores de la matriz polimérica actúan como solventes selectivos del BC dando lugar a la formación de nanoestructuras micelares antes o durante la reacción de curado de la matriz. En este trabajo se utilizó un BC del tipo poli(etileno)-b-poli(óxido de etileno) (PE-b-PEO) en un monómero epoxi del tipo diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA). En este sistema, PEO es un bloque miscible con DGEBA, antes y después de la reacción de curado, mientras que PE es un bloque inmiscible con posibilidad de cristalizar. Para la polimerización de DGEBA se utilizó un protocolo en dos etapas. La primera etapa se llevó a cabo a 120 ºC (por encima de la fusión del núcleo de PE) utilizando bencildimetilamina (BDMA) como iniciador, mientras que la segunda etapa se realizó a temperatura ambiente (por debajo de la fusión del núcleo de PE) mediante fotopolimerización inducida con luz visible. Modificando la extensión de cada una de las etapas, fue posible controlar la ventana de temperaturas entre la vitrificación de la matriz y la cristalización del núcleo de PE. A partir de este control, fue posible modular la morfología micelar desarrollada, desde nanoestructuras discóticas de 20 nm de diámetro hasta largas nanocintas de decenas de micrones de largo que percolan a través de la matriz.