Development of an Electroactive and Thermo-Reversible Diels–Alder Epoxy Nanocomposite Doped with Carbon Nanotubes

Abstract

La fabricación de nanocompuestos epoxi reticulados Diels-Alder (D-A) es un campo con varios desafíos a superar: la síntesis es compleja debido a reacciones secundarias, las propiedades mecánicas se ven mermadas por la fragilidad de estos enlaces y el contenido de nanotubos de carbono (CNT) añadido para lograr la electroactividad es mucho más alto que los umbrales de percolación de otras resinas convencionales. En este trabajo se crean nanocompuestos con diferentes ratios de reticulación D-A (0, 0,6 y 1,0) y contenidos de CNT (0,1, 0,3, 0,5, 0,7 y 0,9 peso), logrando una ruta simplificada y evitando el uso de disolventes y la aparición de reacciones secundarias seleccionando un método de curado de dos pasos (100 C-6 h + 60 C-12 h) que crea las resinas termorreversibles. Estos nanocompuestos reversibles muestran un comportamiento óhmico y calentamiento por efecto Joule efectivo, alcanzando las temperaturas de disociación de los enlaces D-A. Los nanocompuestos totalmente reversibles (relación de enlaces D-A 1,0) presentan una dispersión de CNT más homogénea en comparación con los parcialmente nanocompuestos reversibles (relación 0,6), aunque también presentan una fragilidad extremadamente elevada. Para este estudio, el nanocompuesto con una matriz parcialmente reversible (relación 0,6) dopado con un 0,7% en peso de CNT fue seleccionado para estudiar sus funcionalidades inteligentes y su propiedades de reversibilidad de la red polimérica mediante el análisis de la reparación de grietas y la capacidad de cambio y recuperación de forma.