Materiales funcionales obtenidos por autoensamblado de copolímeros de bloque semicristalinos en matrices poliméricas

Abstract

En este trabajo de Tesis Doctoral se presentan materiales funcionales obtenidos por autoensamblado de un copolímero de bloque (CPB) semicristalino en matrices poliméricas. Particularmente, se trabajó con un copolímero del tipo polietileno-b-poli(óxido de etileno) (PE-b-PEO), en dos matrices poliméricas diferentes: una matriz epoxi con una temperatura de transición vítrea (Tg) por encima de la temperatura ambiente, y una matriz dimetacrilato con una Tg subambiente. En la primera etapa del trabajo, se dilucidaron los mecanismos de autoensamblado del CPB en las matrices poliméricas, y se establecieron las condiciones para la preparación de nanoestructuras micelares elongadas, con relación de aspecto controlada. Específicamente, se obtuvieron desde plateletas de 20 nm de longitud, hasta nanocintas micelares de varios micrones de largo. Se demostró que las nanoestructuras elongadas tienen la capacidad de formar redes supramoleculares en ambas matrices poliméricas. Se analizó el efecto de la matriz sobre el comportamiento de cristalización-fusión de los bloques PE y PEO en la red supramolecular y, a su vez, el efecto de la red sobre las propiedades de barrera y de memoria de forma del material obtenido. Con el objetivo de utilizar el efecto fototérmico para modular estas propiedades de manera remota, se optimizó un protocolo de síntesis fotoquímica in situ de nanopartículas de oro (AuNPs) en las matrices poliméricas. Utilizando esta estrategia, se demostró que la temperatura del material puede ser incrementada hasta más de 100 °C en pocos segundos de irradiación con una fuente de luz láser. De este modo, fue posible operar un ciclo de memoria de forma del material de manera remota, con control espacial y temporal. La combinación de autoensamblado de copolímeros de bloque semicristalinos, fotopolimerización y síntesis in situ de nanopartículas metálicas puede conducir a la obtención de materiales con propiedades funcionales avanzadas y con potenciales aplicaciones en diversos campos tecnológicos. Mail del autor Ruth Schmarsow <ruthnsch@gmail.com>