Viviamo circondati da polimeri e oggi, piuttosto che inventare nuovi polimeri, si tende a modificarli per ottenere nuove applicazioni. I nanotubi di carbonio hanno eccellenti proprietà meccaniche, sono molto duri, molto rigido, e per di più, conducono elettricità. "Il problema con loro è che si disperdono, in altre parole, è molto difficile farli fondere con i polimeri, " ha spiegato Iñaki Eguiazabal, un membro del Polymer Technology Group. Ecco perché è essenziale elaborare metodi che consentano ai nanotubi di carbonio di avere un alto grado di dispersione e stabilità all'interno della matrice polimerica. "In questa ricerca siamo giunti alla riuscita preparazione di uno di questi materiali, " Ha aggiunto.

La ricerca mirava a migliorare le proprietà meccaniche della poli(etere immide). La poli(etere immide) è un polimero che ha ottime proprietà meccaniche e termiche e viene utilizzato, tra l'altro, per produrre le parti interne degli aerei. Però, come la maggior parte dei polimeri è un materiale isolante dal punto di vista elettrico. "Aggiungendo nanotubi di carbonio, non solo siamo in grado di migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche del materiale, possiamo anche trasformarlo in un conduttore di elettricità, " ha spiegato IñakiEguiazabal. Ciò potrebbe consentire loro di essere utilizzati in applicazioni di verniciatura elettrostatica, tra l'altro.

Sin dall'inizio, l'attività del Polymer Technology Group, che fa parte del Dipartimento di scienza e tecnologia dei polimeri dell'UPV/EHU e dell'Istituto per i materiali polimerici, POLYMAT, si è concentrata principalmente sullo studio di miscele polimeriche al fine di ottenere nuovi materiali con caratteristiche ottimizzate.

Proprio adesso, l'ultimo filone di lavoro del Gruppo è incentrato sullo studio di sistemi nanocompositi costituiti da polimeri termoplastici e argille laminate organicamente modificate o nanotubi di carbonio. Nuovi materiali nano-rinforzati a base di polimeri tecnici, e nel caso di sistemi con nanotubi di carbonio, conduttori di elettricità, sono stati sviluppati in questa linea. I sistemi ternari basati su miscele polimeriche alle quali sono state aggiunte nanoparticelle hanno permesso di combinare i vantaggi offerti dalla miscela con quelli forniti dai nanocompositi; ciò include l'ottenimento di materiali super resistenti con una gamma ottimizzata di proprietà.

È stato recentemente pubblicato sulla rivista specializzata il paper dal titolo "Nanocompositi a base di PEI ampiamente dispersi con nanotubi di carbonio multi-parete mediante miscelazione con un masterbatch" compositi, Parte A:Scienza applicata e produzione , uno dei più importanti della sua categoria. Gli autori sono i dottorandi Imanol González e IñakiEguiazabal e il loro articolo si occupa di un'applicazione della suddetta sinergia tra miscele polimeriche e nanocompositi.

Migliore dispersione e aumento della conduttività elettrica

Per il caso di poli(etere immide), hanno fatto ricorso all'incorporazione nel polimero di una miscela a base di poli(butilentereftalato) ad alta concentrazione di nanotubi dispersi. In realtà, "il poli(butilentereftalato) non ha le splendide proprietà mostrate dal polimero che stiamo cercando di migliorare, ma entrambi i polimeri si mescolano molto bene e in questo modo possiamo far sì che la dispersione si estenda attraverso la miscela, " ha sottolineato Eguiazabal.

"Sebbene la stabilità termica sia ridotta, la conducibilità elettrica si ottiene aggiungendo l'1% di nanotubi di carbonio, " ha aggiunto. D'altra parte, "le proprietà meccaniche della poli(etere immide) lo migliorano ancora di più. "Infine, a tutto ciò si aggiunge il fatto che la viscosità dei nanocompositi risulta notevolmente ridotta grazie alla presenza del poli(butilentereftalato), che costituisce un notevole miglioramento della lavorabilità dei materiali, nonostante la presenza dei nanotubi che tendono ad aumentare la viscosità. Questa riduzione della viscosità permette di ottenere prodotti con sezioni di pochissimo spessore ma con geometrie complesse.