Desarrollo de Films Delgado a Partir de Copolímeros Bloque con Morfología Controlada

M.G. PASSARETTI; D.A. VEGA; M.A. VILLAR

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas a la Industria CLICAP 2015; 2015

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, UNCu

El estudio de los procesos de auto-organización ha sido, durante la última década, de gran interés tanto en la ciencia de materiales como en la nano y bio-tecnología. Los copolímeros bloque son ejemplos bien conocidos de sistemas auto-organizativos y han atraído la atención tanto básica como tecnológica debido a su capacidad para formar estructuras altamente ordenadas con dimensiones características en el rango de 10 a 100 nm; valores muy difíciles de alcanzar con tecnologías convencionales top down. En la actualidad, la ingeniería de estructuras altamente ordenadas a nanoescala ha permitido la generación de una nueva familia de materiales con propiedades novedosas e importantes posibilidades de aplicación. El objetivo final de este trabajo es la obtención de materiales nanoporosos los cuales podrían ser utilizados como membranas para separación molecular, filtración de virus, entre otros. En una primera etapa se trabajó en la obtención de films de copolímeros tribloques orientados macroscópicamente, los que en una etapa posterior serán transformados mediante la remoción del componente de menor proporción. Para el alineamiento y la obtención de los films se utilizó la técnica de roll-casting, la cual permite obtener un film con estructuras organizadas macroscópicamente por medio de la aplicación de efectos de corte y elongacionales. Se utilizaron copolímeros tribloques comerciales poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) con un porcentaje de estireno de aproximadamente 28 % en masa (obteniéndose una morfología de cilindros de poli(estreno) en una matriz de poli(butadieno)). Con estos copolímeros se prepararon soluciones de distintas concentración utilizando como solventes xileno y cumeno, las cuales fueron sometidas a una evaporación lenta del solvente en el equipo de roll-caster durante 5 a 6 horas. El film resultante, una vez removido de los rodillos, fue sometido a temperatura y vacío para la remoción del solvente remanente y a diferentes tratamientos térmicos para mejorar la orientación. La morfología y las propiedades finales de los films obtenidos, se caracterizaron mediante técnicas de microscopía electrónica de barrido y transmisión (SEM y TEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), difracción de rayos X de pequeño ángulo (SAXS), ensayos mecánicos de tracción y reología. Mediante TEM y SAXS se confirmó la orientación de los cilindros de PS en la matriz de PB lo cual fue confirmado midiendo el módulo elástico en la dirección de los cilindros y en la dirección perpendicular (matriz de PB).