Preparació i caracterització de blends formats per polímer semiconductor i resines epoxi

Abstract

La majoria de dispositius electrònics estan formats per diferents components connectats entre ells mitjançant cables metàl·lics i subjectats sobre plaques rígides. No obstant, degut a l’interès creixent en el desenvolupament de dispositius electrònics flexibles, s’investiguen alternatives a aquest sistema. Una de les maneres d’assolir aquest objectiu és incorporar un element conductor a una matriu polimèrica flexible. Generalment, els elements conductors incorporats són metalls, nanotubs de carboni o polímers conductors dispersos en resines epoxi, fibres tèxtils i altres polímers. Els polímers conductors desperten gran interès en aquest camp degut a les seves propietats com a conductors de l’electricitat, la relativament bona estabilitat i comparativament baix cost. Ara bé, les propietats mecàniques que presenten són inferiors respecte les que ofereixen els polímers convencionals. Per aquest motiu s’estudien possibles combinacions de polímers conductors amb altres polímers per tal d’obtenir un benefici conjunt: les propietats elèctriques dels primers amb les bones propietats mecàniques de que disposen els segons. Amb aquesta finalitat, aquest projecte es centra en l’estudi i la caracterització d’una d’aquestes combinacions. Concretament, del sistema compost per un polímer conductor derivat del tiofè, el poli(3-tiofè metil acetat)(P3TMA) i una resina epoxi genèrica amb l’objectiu de determinar-ne les propietats elèctriques i mecàniques, considerant l’efecte que la temperatura de curat i la concentració de polímer conductor tenen sobre aquestes. La limitada solubilitat del P3TMA en dissolvents comuns es veu reflectida en l’estudi. La manca d’afinitat del polímer conductor amb la resta d’elements del sistema dóna lloc a aglomerats que interfereixen de manera directa sobre les propietats dels films. La temperatura de curat influencia en la mida dels agregats, sent aquests menors quan la temperatura de curat és més elevada. L’augment de la concentració de P3TMA, resulta en un augment tant del diàmetre com de la quantitat d’aglomerats. Les partícules de polímer conductor actuen com a reforç de la matriu de resina epoxi i en milloren les propietats mecàniques. Pel que fa a les propietats elèctriques, els aglomerats de P3TMA dificulten la deslocalització electrònica i per tant la conductivitat. No obstant, aplicant temperatura als films, s’obtenen conductivitats de l’ordre de 10-9 S/m. Tant des del punt de vista mecànic com elèctric es determina que la concentració òptima de P3TMA és del 12% en pes i que la temperatura de curat més adequada és 60ºC. De cara a optimitzar el sistema en propers estudis, seria recomanable provar altres tipus de polímers matriu. Per altra banda, la millora de les propietats conductores seria un altre aspecte a tenir en compte.