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Ver el documento (formato PDF)   Garate, Hernán.  "Síntesis, caracterización y propiedades de materiales compuestos nanoestructurados reforzados con nanotubos de carbono"  (2014-03-27)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La presente tesis tiene como objetivo desarrollar nuevos materiales compuestos nanoestructurados basados en matrices epoxi y reforzados con nanotubos de carbono (NTC) altamente dispersos. Los NTC son considerados como el refuerzo ideal para materiales compuestos de base polimérica, debido a sus excelentes propiedades mecánicas y eléctricas. Pese a esto, existe una gran dificultad para poder emplearlos satisfactoriamente como refuerzo debido a la gran tendencia que presentan a la formación de aglomerados. Para tal finalidad, se exploraron metodologías para funcionalizar covalentemente los NTC con poliestireno, mediante las que se lograron obtener dispersiones altamente estables en solventes orgánicos de interés. La metodología de funcionalización y dispersión fue exitosa para incorporar NTC en matrices poliméricas sin formación de aglomerados. Posteriormente, se implementaron diversas estrategias de epoxidación de copolímeros de bloque poli(estireno-b-isopreno-b-estireno) (SIS) de modo tal de obtener copolímeros con un bloque miscible con los precursores del sistema epoxi y otro bloque inmiscible. La mejor estrategia fue la epoxidación con dimetildioxirano, permitiendo lograr grados de epoxidación de hasta 100 % sin formación de subproductos ni alterando la integridad de la cadena polimérica. Estos copolímeros epoxidados fueron empleados para obtener matrices epoxi nanoestructuradas, estudiándose la secuencia de eventos que dieron origen a los nanodomios poliméricos. Se encontró que los copolímeros epoxidados reaccionaron parcialmente durante el curado de la resina epoxi y este hecho alteró la morfología final de los nanodominios obtenidos. Por este motivo, se diseñaron y sintetizaron nuevos copolímeros de bloque obtenidos a partir de SIS epoxidado, que presentaron reactividad frente al componente epoxi de la resina utilizada. El empleo de estos nuevos copolímeros en la modificación del sistema termoestable, permitió obtener un control morfológico sobre el nanodominio final. Finalmente, se determinaron propiedades mecánicas tales como módulo de Young y desgaste y las propiedades eléctricas de los materiales nanoestructurados termorrígidos reforzados con NTC.

Abstract:
Carbon nanotubes (CNT) are considered to be the ideal reinforcement to polymeric based composite materials due to their excellent mechanical and electrical properties. However, in order to be used as such, the high tendency of CNT to form agglomerates should be avoided. In this field, the present thesis objective is to develop novel nanostructured epoxy based composite materials reinforced with highly dispersed CNT. To achieve this goal, different strategies to covalently functionalize CNT with polystyrene were explored by which highly stable dispersions in organic solvents were obtained. The functionalization and dispersion methodology allowed the successful incorporation of CNT in polymeric matrices without agglomerate formation. In the next stage of the thesis, different epoxidation procedures were employed to epoxidize poly(styrene-b-isoprene-b-styrene) block copolymers (SIS), in order to obtain a product having an epoxy miscible block, and an epoxy immiscible block. The best strategy was the epoxidation with dimethyldioxirane, by which epoxidation degrees of up to 100 % were obtained avoiding the formation of undesirable subproducts and at the same time, preserving the initial polymer chain architecture. These epoxidized copolymers were employed to develop nanostructured epoxy matrices and the sequence of events that conducted to the final nanodomain morphology were investigated. Moreover, it was found that the epoxidized copolymers were able to react partially during the epoxy curing reaction leading to a morphological effect on the final nanodomains. In order to overcome the lack of reactivity of epoxidized SIS, novel block copolymers were designed and synthesized from epoxidized SIS having reactivity towards the epoxy precursor of the used epoxy system. The use of these block copolymers to modify the epoxy thermoset allowed a morphological control in the obtained nanodomains. Finally, mechanical properties such as Young modulus and wear and the electrical properties of the final nanostructured epoxy thermosets reinforced with CNT were measured.

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Registro:
Título : Síntesis, caracterización y propiedades de materiales compuestos nanoestructurados reforzados con nanotubos de carbono     =    Synthesis, characterization and properties of nanostructured composite materials reinforced with carbon nanotubes
Autor : Garate, Hernán
Director : D´Accorso, Norma Beatriz
Goyanes, Silvia Nair
Consejero : D´Accorso, Norma Beatriz
Jurados : Di Chenna, Pablo Héctor  ; Vázquez, Analía  ; Oyanguren, Patricia Angélica
Año : 2014-03-27
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química Orgánica
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Orgánica
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5595_Garate
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : NANOTUBOS DE CARBONO; FUNCIONALIZACION COVALENTE; POLIESTIRENO; COPOLIMEROS DE BLOQUE; EPOXIDACION; MICROSEPARACION DE FASES; MATERIALES COMPUESTOS; SISTEMAS TERMORRIGIDOS; CARBON NANOTUBES; COVALENT FUNCTIONALIZATION; POLYSTYRENE; BLOCK COPOLYMERS; EPOXIDATION; MICRO-PHASE SEPARATION; COMPOSITE MATERIALS; THERMOSETTING SYSTEM
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