Autoensamblado de Nanopartículas de Oro en una red epoxi en el curso de una separación de fases inducida por polimerización

J. PUIG

Concepción del Uruguay

Encuentro; 3er. Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales; 2010

Una cuestión fundamental a la hora de diseñar nanocompuestos es controlar el grado de dispersión y organización geométrica a diferentes escalas de las nanopartículas (NPs) en la matriz. Las resinas epoxi son ideales para ser empleadas como matrices poliméricas en materiales nanocompuestos debido a sus excelentes propiedades mecánicas, dieléctricas y químicas. Sin embargo, su estructura química las hace incompatibles con NPs inorgánicas estabilizadas con alquiltioles. A efectos de producir una dispersión homogénea de NPs de Au estabilizadas con cadenas de dodecanotiol en un monómero epoxi (diglicidiléter de bisfenol A, DGEBA), se utilizó como tercer componente de la formulación un polímero lineal anfifílico producido por reacción de DGEBA con dodecilamina. Este polímero posee una estructura tipo peine con una cadena lineal compatible con el monómero epoxi y cadenas alquílicas pendientes de la misma estructura química que los ligandos estabilizantes de las NPs de Au. Las dispersiones binarias de NPs de Au (2 nm de diámetro) en DGEBA resultaron inestables pero el agregado de pequeñas cantidades del polímero anfifílico (3 – 10 % p/p) permitió producir dispersiones homogéneas. Los materiales compuestos fueron preparados a partir de soluciones ternarias conteniendo 1 % p/p de NPs de Au y 3 – 7 % p/p de polímero anfifílico en DGEBA. Se agregó además bencildimetilamina (BDMA, 0.12 mol por mol de DGEBA), como iniciador de la homopolimerización de DGEBA. En el curso de la polimerización se produce una separación de fases generando una fase rica en el polímero anfifílico y otra rica en la matriz epoxi. Las NPs de Au no son solubles en ninguna de las fases y se auto-ensamblan en la interfase produciendo agregados de tamaños variables entre las decenas de nm y los micrones dependiendo de la composición inicial. Se discuten posibles aplicaciones de los nanocompuestos obtenidos.