Nanocompuestos de nanopartículas de titanio de bario incrustadas en matrices de polímeros termoestables (resina novolac/poliésteres insaturados/resina epoxi): un estudio comparativo
Autores: Asimakopoulos, Ioannis A.; Psarras, Georgios C.; Zoumpoulakis, Loukas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
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Se desarrollaron y caracterizaron nanocompuestos de matriz polimérica con partículas de titanato de bario ferroeléctrico incrustadas. La utilidad de tales nanocompuestos radica en la capacidad de almacenamiento de energía que exhiben, además de su bajo peso y costo, en comparación con los materiales que se utilizan habitualmente para este propósito. Los polímeros que se han utilizado como matrices en los compuestos pertenecen a las tres resinas de polímero termoestable más utilizables (novolacs, poliésteres insaturados y resinas epóxicas), que fueron sintetizadas en laboratorio o suministradas comercialmente. La estructura y morfología de las muestras compuestas producidas se estudiaron mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de Rayos X (XRD) y Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR). El rendimiento térmico, mecánico y eléctrico se examinó mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), pruebas de resistencia a la flexión y al corte (método de tres puntos) y Espectroscopía Dielectrica de Banda Ancha (BDS), respectivamente. Se determinaron los valores de resistencia mecánica al corte y a la flexión, así como se estimó el modo de fallo mecánico (frágil o elastómero). Las mediciones dieléctricas revelaron la presencia de cuatro procesos de relajación (modo alfa, modo beta y modo gamma) y Polarización Interfacial entre los constituyentes del sistema. El estudio comparativo concluyó con el cálculo de la densidad de energía, para que se pudiera estimar la capacidad de almacenamiento de energía.
Descripción
Se desarrollaron y caracterizaron nanocompuestos de matriz polimérica con partículas de titanato de bario ferroeléctrico incrustadas. La utilidad de tales nanocompuestos radica en la capacidad de almacenamiento de energía que exhiben, además de su bajo peso y costo, en comparación con los materiales que se utilizan habitualmente para este propósito. Los polímeros que se han utilizado como matrices en los compuestos pertenecen a las tres resinas de polímero termoestable más utilizables (novolacs, poliésteres insaturados y resinas epóxicas), que fueron sintetizadas en laboratorio o suministradas comercialmente. La estructura y morfología de las muestras compuestas producidas se estudiaron mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de Rayos X (XRD) y Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR). El rendimiento térmico, mecánico y eléctrico se examinó mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), pruebas de resistencia a la flexión y al corte (método de tres puntos) y Espectroscopía Dielectrica de Banda Ancha (BDS), respectivamente. Se determinaron los valores de resistencia mecánica al corte y a la flexión, así como se estimó el modo de fallo mecánico (frágil o elastómero). Las mediciones dieléctricas revelaron la presencia de cuatro procesos de relajación (modo alfa, modo beta y modo gamma) y Polarización Interfacial entre los constituyentes del sistema. El estudio comparativo concluyó con el cálculo de la densidad de energía, para que se pudiera estimar la capacidad de almacenamiento de energía.