Resumen

La preocupación por el medio ambiente y la urgente necesidad de reducir el consumo de combustibles fósiles motivan la investigación de materiales para aumentar la eficiencia del transporte. Este trabajo investiga la posibilidad de reducir el peso de los cables eléctricos en aplicaciones de automoción sustituyendo parte de la pantalla metálica por nanocompuestos de polímero/nanotubos de carbono (CNT) conductores de la electricidad. Se ensayaron PP y PA12 como posibles matrices y se evaluó la procesabilidad en fusión de los composites preparados por mezcla en fusión para composiciones de hasta 4 CNT % en peso. 

Se evaluaron las propiedades mecánicas de tracción y flexión, la conductividad eléctrica y la eficacia del apantallamiento electromagnético. El rendimiento de los compuestos PA12/CNT fue muy superior al de los equivalentes PP/CNT, debido a su mejor dispersión. Se demostró que, a escala de producción industrial, estos materiales podían lograr una reducción del 4-20 % del peso en relación con un cable de automoción estándar.

INTRODUCCIÓN

La industria automotriz se enfrenta a la necesidad de desarrollar nuevas soluciones tecnológicas para satisfacer las crecientes demandas de la sociedad, una de ellas siendo la reducción general del peso de los vehículos. Esto está directamente relacionado con la optimización de la eficiencia energética, a través de la disminución del consumo de combustible y la maximización del rendimiento de las baterías, idealmente asociada a la simplificación de los procesos de fabricación.

Los polímeros termoplásticos utilizados a escala industrial suelen ser aislantes eléctricos, sin embargo, su respuesta eléctrica puede modificarse mediante la mezcla con materiales eléctricamente conductores. En este contexto, la emergencia de la nanotecnología ha traído el potencial de modificación de materiales mediante la incorporación de nanopartículas con propiedades específicas, permitiendo el desarrollo de compuestos con diversas propiedades a cargas de nanopartículas muy bajas. Algunas de las soluciones exploradas se basan en el uso de nanopartículas de carbono como el grafeno y nanotubos de carbono de pared única (SWCNT) o de múltiples paredes (MWCNT), dispersos en una matriz polimérica a una concentración que permite la formación de una red de percolación, produciendo un nanocompuesto eléctricamente conductor.

La ventaja de utilizar nanopartículas es la baja concentración requerida para modificar la respuesta eléctrica de los compuestos, pasando de aislantes a conductores, con concentraciones que van desde el 0,002% al 5% (p/p) dependiendo de la morfología y propiedades de los CNT, y del método de preparación. 

• Materias:Nanotubos de carbono Nanocompuestos Conductividad Cable eléctrico Aisladores eléctricos
• Subjects:Carbon nanotubes Nanocomposites Conductivity Electric cable Electric insulators and insulation
• Palabras claves:Cables de alta tensión; Nanotubos de carbono; Nanocompuestos; Conductividad eléctrica; Aislamiento de cables
• Keywords:High voltage cables; Carbon nanotubes; Nanocomposites; Electrical conductivity; Wire insulation