Estudio y Modelado de la Dinámica de Defectos Utilizando RMN de 1H y Teoría de Campo Medio en Redes Poliméricas Modelo

F. CAMPISE; D.C. AGUDELO; R.H. ACOSTA; M.A. VILLAR; E.M. VALLÉS; G.A. MONTI; D.A. VEGA

Villa de Merlo, San Luis

Congreso; 100° Reunión Nacional de Física, AFA ?15; 2015

Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales, UNSL

La incorporación de materiales poliméricos al desarrollo de tecnología, particularmente polidimetilsiloxano (PDMS), tales como Lab on a Chip, LED's, biosensores, y otros, ha tenido un alto impacto tanto en la versatilidad de los productos como en la posibilidad de reducir tiempo y costo de la fabricacióon de los mismos. Es por esto, que es de gran interés entender la relación entre la estructura molecular y la respuesta microscópica y la respuesta viscoeláastica del material, ya que esto contribuira al desarrollo de materiales poliméricos con propiedades específicas. Dada la simplicidad termo-reologica de redes modelo, con cantidades controladas de defectos bien caracterizados, las mismasproporcionan un sistema ideal para revelar la relación entre la estructura molecular y la respuesta macroscópica. En este trabajo, se estudió la contribución de defectos a la relajación mecánica en redes poliméricas de PDMS sintetizadas con diferentes concentraciones de cadenas lineales solubles. La dinámica lenta de estos defectos fue directamente monitoreada a partir de experimentos de relajación espín-espín en Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de protones en función de la temperatura. Se utilizó el principio de superposición tiempo-temperatura para poder extender la escala temporal a la que se tiene acceso por RMN. Una comparación entre datos de hinchado de las redes y predicciones de la teoría de la dinámica de defectos (modelo del tubo), revela la capacidad de la RMN de captar aspectos tanto del equilibrio como delas propiedades dinámicas de los defectos atrapados en las redes. De esta forma, es posible hacer una cuantificación precisa del material presente en la estructura de la red. El contenido de cadenas sueltas obtenido a partir de este análisis de los datos de RMN acuerda en un 1 wt% con datos de experimentos de hinchado de redes. Estos resultados hacen de los experimentos de RMN en polímeros secos, una alternativa valiosa a los experimentos de hinchado o reología, que son tradicionalmente utilizados en ciencia de polímeros, para la determinación de la estructura de redes poliméricas y el estudiode la dinámica de defectos en las mismas.