Preparación y caracterización de nanocompuestos multifuncionales obtenidos con nanopartículas ferroeléctricas y paramagnéticas en películas de caucho natural

Resumen

Los nanocompuestos son materiales multifásicos en lo que al menos una de las fases constituyentes tienen un tamaño inferior a 100 nm. Estos materiales han atraído el interés científico y tecnológico debido a su multifuncionalidad y la posibilidad de alcanzar combinaciones únicas relacionadas con propiedades que no se puede realizar con materiales tradicionales. La presente investigación tuvo como objetivo desarrollar una metodología para la preparación de nanocompuestos funcionales y multifuncionales a partir de caucho natural vulcanizado combinado con distintas concentraciones de nanopartículas de cerámicas ferroeléctricas de niobato de potasio y estroncio KSr2Nb5O15 (KSN) y de una cerámica paramagnética con base níquel-zinc denominada ferrita Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (NZF). Las nanopartículas fueron sintetizadas por una ruta química llamada ¿Método del Poliol Modificado¿ y fueron obtenidas con una geometría aproximadamente esférica y tamaño igual a 15 nm para la fase niobato y 10 nm para la fase ferrita. Los nanocompuestos vulcanizados se prepararon mediante mezclado en caliente y prensado en condiciones previamente optimizadas mediante ensayos de reometría. Se realizaron ensayos mecánicos tipo esfuerzo/deformación y compresión/deformación demostrándose que los efectos combinados de los enlaces cruzados y los efectos de superficie de las nanopartículas fueron los responsables de un aumento del 20% en las propiedades mecánicas de los nanocompuestos versus las propiedades del caucho vulcanizado. Por otra parte se puso a punto, con satisfactorios resultados, el desarrollo de las siguientes cuatro potenciales aplicaciones para compuestos y nanocompuestos: (i) Modulación de las propiedades mecánicas de los compuestos bajo campo magnético; (ii) Utilización de los nanocompuestos ferroeléctricos y paramagnéticos como agentes de modulación en las colonias de parásitos de Leishmaniasis; (iii) Empleo de una nueva metodología de espumación para el caucho natural vulcanizado; y (iv) Preparación de materiales espumados con base almidón biodegradable y caucho natural, para la fabricación de bandejas utilizables en el sector industrial de la alimentación.