Los poliuretanos fosforosos a base de agua y los compuestos de nanotubos de carbono de pared única como materiales de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química de los polímeros
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• El desarrollo de materiales de construcción con alta resistencia a las llamas y protección contra las interferencias electromagnéticas (EMI) es crucial.
• Los nanotubos de carbono de pared única (SWCNT) ofrecen una excelente conductividad y un umbral de percolación bajo, lo que los convierte en rellenos ideales.

Objetivo del estudio:

• Fabricar nuevos fosforos/SWCNTs/poliuretanos a base de agua (P/SWCNTs/WPUs) con una mayor resistencia a la llama y propiedades de blindaje contra la radiación electromagnética.
• Investigar el efecto de los SWCNT en la morfología, la retardación de la llama, la conductividad eléctrica y el rendimiento de blindaje EMI de los poliuretanos de origen acuoso.

Principales métodos:

• Los SWCNT se prepararon utilizando deposición de vapor químico de catalizador flotante.
• Los P/SWCNTs/WPUs fueron sintetizados mediante polimerización in situ.
• Se caracterizó la morfología del compuesto, la retardación de la llama (longitud del daño, índice de oxígeno limitante), la conductividad eléctrica y la eficacia del blindaje EMI.

Principales resultados:

• El compuesto que contiene fósforo (P/SWCNTs/WPUs) fue fabricado con éxito.
• Un compuesto con un 15% en peso de SWCNTs mostró una excelente resistencia a la llama (duración de daño de 4,6 cm, 34,1% LOI).
• Se logró una conductividad eléctrica superior (4,52 S cm−1) y un blindaje EMI (21,8 dB), con una reflexión dominante sobre la absorción.
• Se observó una excelente durabilidad del blindaje EMI después de 1000 ciclos de flexión (reducción del 1,8%).

Conclusiones:

• Los P/SWCNT/WPU desarrollados presentan propiedades prometedoras de retardador de llamas y de blindaje EMI para aplicaciones en edificios.
• El estudio pone de relieve el potencial de los SWCNT como rellenos eficaces en polímeros para materiales funcionales avanzados.
• Esta investigación ofrece nuevos conocimientos sobre la utilización de SWCNT en polímeros ignífugos y de protección contra las emisiones de radiación electromagnética para la construcción.