El principal objetivo del proyecto ELECTROCLAY, coordinado por ITE, es lograr polímeros conductores mejorados desde al menos tres puntos de vista:
- Mejorar su procesabilidad gracias a la combinación con nanoarcillas que estabilicen y compatibilicen la parte polimérica.
- Incrementar la conductividad, a través de la funcionalización previa de las nanoarcillas con polímero conductor, para luego partir de nanoarcillas conductoras que actúen como sustancias dopantes.
- Multifuncionalidad, obtener además de las propiedades conductoras, otras propiedades propias de las nanopartículas dispersas en polímeros como incremento de las propiedades mecánicas, reducción de peso, efectos barrera,…etc.
El proyecto ELECTROCLAY consiste en la conjugación de dos mundos innovadores como son los polímeros conductores y las nanopartículas en base silicato denominadas nanoarcillas. El resultado se podría enmarcar en los denominados nanocomposites conductores.
En este trabajo de investigación se pretende:
- Emplear técnicas de síntesis orgánica para la obtención de polímeros conductores intrínsecos modificados con una óptima intercalación de las nanoarcillas, a través de la polimerización in situ y una optimizada química supramolecular en las interfases silicatopolímero.
- Conocer y optimizar los mecanismos de transporte electrónico entre el polímero conductor y las nanoarcillas. Valorando el efecto de funcionalizar las nanoarcillas con polímero conductor, de modo que permitan un óptimo acoplamiento entre las nanoarcillas con propiedades conductoras y las diferentes matrices plásticas conductoras.
- Adecuar los actuales métodos de procesado que permitan la mezcla de las nanocargas con los polímeros para la obtención de nuevos materiales poliméricos conductores multifuncionales.
- Valorar el posible alcance y mejora de otras propiedades del polímero (barrera, ignifugantes, propiedades mecánicas etc.) debido a la naturaleza de la carga y a la compatibilización orgánica-inorgánica.
Para ello, en el proyecto ELECTROCLAY se ha trabajado en tres fases con diferentes objetivos. En la fase 1 se ha trabajado en el desarrollo y optimización de los componentes, para mejorar su capacidad de dispersión, compatibilidad e interacción con los polímeros conductores seleccionados y determinar el mejor método de dispersión mediante polimerización intrínseca y microcompound, así como valorar las posibles propiedades multifuncionales obtenidas.
En la fase dos se ha estudiado la influencia del procesado. Para ello se han desarrollado, a través de compounding, nuevas formulaciones de polímeros conductores, en base a las propiedades optimizadas en la fase anterior; se han ajustado las concentraciones y formulaciones de los composites de la fase anterior en combinación de las variables de proceso para poder asegurar la conservación de propiedades en las formulaciones finales y se han adaptado las tecnologías de superficie a los polímeros conductores y valorar otras funcionalidades posibles.
Por último, la fase tres ha ido dirigida a la optimización de los materiales y del proceso, así como la aplicación a sistemas, definiendo tanto las características definitivas del material y los parámetros finales de procesado, como las propiedades finales de los materiales desarrollados.