Desarrollo de materiales autorreparables de matriz epoxi-ácido modificados con óxido de grafeno (GO) para aplicaciones de alto desempeño

BYRNE PRUDENTE, TOMÁS EDUARDO; PUIG, JULIETA; RODRIGUEZ, EXEQUIEL S,; HOPPE, CRISTINA ELENA; ALTUNA, FACUNDO IGNACIO

Santa Fé, Mar del Plata, San Martín

Jornada; VII Jornada de Ingenieria en Materiales; 2022

El diseño de materiales ha visto un considerable aumento en el número de estrategias de síntesis de polímeros capaces de repararse en respuesta a un daño [1]. Esta búsqueda surgió impulsada por los numerosos ejemplos de autorreparación que existen en la naturaleza y porque la mejora en las propiedades, como herramienta para alargar la vida útil en servicio de una pieza, presenta un límite práctico. El interés en los polímeros termorrígidos autorreparables basados en enlaces covalentes dinámicos, denominados “VITRIMEROS”, experimentó un crecimiento exponencial a partir del desarrollo de resinas epoxi entrecruzadas con poli ácidos carboxílicos, reportadoinicialmente por Leibler y col. [2]. La reacción de un grupo epoxi con un ácido carboxílico origina un éster con un hidroxilo (OH) en posición beta. Estos grupos pueden ser aprovechados para producir reacciones de intercambio (transesterificaciones, entre un éster de una cadena y el OH de otra cadena) activadas térmicamente en presencia de un catalizador adecuado [2]-[4]. Las reacciones de intercambio modifican la topología de la red polimérica, aunque mantienen en todo momento del proceso la misma densidad de entrecruzamiento, al menos teóricamente. Los vitrímeros epoxi comparten propiedades con las redes epoxi tradicionales, como su excelente resistencia a solventes y buenas propiedades mecánicas, aunque tienen la ventaja adicional de ser autorreparables, reprocesables e incluso reciclables. A pesar de estas ventajas, su diseño presenta un desafío claro: una mejora en las prestaciones mecánicas y un acercamiento hacia los valores requeridos para aplicaciones de alto desempeño va, en general, en detrimento de las propiedades de autorreparación. En este trabajo se propone investigar la posibilidad de superar esta problemática a través de dos enfoques complementarios: a) la mejora en el diseño de la matriz basada en el aumento de la densidad de entrecruzamiento y la concentración de grupos OH, y b) la dispersión de nanoestructuras de GO,capaces de mejorar la respuesta mecánica y conferir al material propiedades fototérmicas útiles en procesos de autorreparaciónactivadosde manera remota.