Evolución estructural del poli (etileno-co-vinilacetato) bajo el efecto de la presencia de nanopartículas de TiO2 y la temperatura

Abstract

Entre otras razones, los materiales nanocompuestos están siendo objeto de una especial atención por parte de la sociedad en general y de los científicos e ingenieros en particular porque muestran propiedades mejoradas e incluso únicas debido a la combinación adecuada de las propiedades provenientes de sus constituyentes (nanopartículas y matriz) por separado. Entre otras propiedades se suele conseguir un aumento de la temperatura a la que se produce la degradación térmica, se reduce la permeabilidad a disolventes y gases, se reduce inflamabilidad (se retarda la aparición de llama) y se mejoran en general las propiedades mecánicas. Además, en muchos casos es posible obtener propiedades únicas en función del tipo de nanopartículas empleadas. Por ejemplo, propiedades eléctricas, de apantallamiento electromagnético, absorción de radiación de determinadas longitudes de onda (absorción de luz ultravioleta sin perder transparencia a la luz visible). En este proyecto fin de carrera se aborda un estudio que fundamentalmente se centra en el análisis de la estructura y dinámica molecular del polímero utilizado como matriz en materiales nanocompuestos formados por la combinación de nanopartículas de óxido de titanio y Etilvinilacetato (EVA). En concreto se analiza el efecto que tiene la presencia de nanopartículas a distintas temperaturas. Para ello, se prepararon diferentes muestras con distintos porcentajes en peso de nanopartículas de óxido de titanio (0%, 1%, 2%, 5% y 10%). Se utilizó espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para estudiar la estructura y dinámica del EVA en función de la cantidad de nanopartículas presentes y la temperatura. Para ello se realizaron espectros FTIR en función de la temperatura. Los resultados obtenidos mostraron que las nanopartículas no afectan significativamente al movimiento de las cadenas de EVA, por otro lado su presencia no produce de forma importante una variación de temperaturas de Tg (temperatura de transición vítrea) y Tm (temperatura de fusión). También se observa que la temperatura provoca un descenso de la absorbancia de los materiales, el aumento de % en peso de nanopartículas provoca el mismo efecto.

Nanocomposite materials are receiving special attention from part of the society and in particular from the scientists and engineers because they show improved properties and even unique due to the combination of the properties of each constituent (nanoparticles and matrix). Among other properties usually they yield an increase of the temperature for which thermal degradation takes place, permeability to solvents and gases is reduced, flammability is reduced and the mechanical properties are in general improved. On the other hand, in many cases, it is even possible to obtain unique properties based on the type of nanoparticles used. For example, electrical properties, electromagnetic shielding, radiation absorption of certain wavelengths (ultraviolet light absorption without losing transparency to the visible light). The aim of this work is mainly the study of the structure and molecular dynamics of the polymer used as the matrix in the nanocomposite materials formed by the combination of titanium dioxide and Ethylene vinyl acetate (EVA). In particular, the effect of the presence of nanoparticles is analysed to different temperature. In order to do this, samples with different amounts of nanoparticles (0%, 1%, 2%, 5% y 10%, weight percentages). Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) was used to study the structure and dynamics of the EVA as a function of the amount of nanoparticles and the temperature. FTIR spectra were obtained as a function of temperature. The results obtained shown that the nanoparticles not significantly affect the movement of the chains of EVA, on the other hand its presence does not vary significantly temperatures of Tg (glass transition temperature) and Tm (melting temperature). It is also noted that the temperature causes a decrease in the absorbance of the materials, increasing % of nanoparticles has the same effect.