Elena Garrido Martínez ha obtenido el grado de doctora por la Universidad de La Rioja tras la defensa de su tesis titulada Preparación de nuevos nanocomposites multifuncionales de matriz epoxi basados en el empleo de materiales grafénicos, por la que ha logrado la calificación de sobresaliente ‘cum laude’.
Desarrollada en el Departamento de Química de la UR, esta tesis ha sido dirigida por Pedro José Campos, catedrático de Química Orgánica y Julio Gómez Cordón, director de Avanzare Innovación Tecnológica.
En esta su tesis doctoral, Elena Garrido presenta la preparación y caracterización de materiales compuestos nanoestructurados multifuncionales de matriz epoxi, basados en materiales derivados del grafeno (GRMs).
La polimerización in situ ha permitido preparar nanocomposites multifuncionales empleando materiales grafénicos y resina epoxi como matriz, que presentan una combinación de propiedades eléctricas, térmicas y de resistencia al fuego, para lo que se han combinado con materiales retardantes de llama encapsulados (CFRs), debido a que los materiales grafénicos por si solos no han presentado retardancia a la llama.
Los GRMs utilizados fueron preparados mediante tres técnicas diferentes de exfoliación del grafito y su presencia en la resina epoxi ha supuesto una serie de cambios estructurales y funcionales en el polímero, como pudo comprobarse a través de la caracterización de los nanocomposites resultantes.
La naturaleza química de los distintos tipos de GRMs estudiados, así como su interacción con el resto de cargas presentes y con el propio polímero, han definido los procesos de reticulación, el comportamiento térmico, la conductividad eléctrica y térmica y la retardancia a la llama de los materiales multifuncionales obtenidos.
En el caso de los reactivos retardantes de llama se han desarrollado microencapsulaciones que han resultado eficaces para la reducción parcial de su solubilidad, así como para lograr una buena compatibilidad con la matriz epoxi. Esto lo demuestran los estudios microestructurales por SEM-EDX y los ensayos de inflamabilidad UL94 V con unos tiempos de auto-extinción muy bajos.
Los nanocomposites obtenidos presentan una de los mayores aumentos en la conductividad térmica publicados en la literatura científica y nanocomposites con conductividad eléctrica mayor de 1 S/m, con bajo contenido en carga.
También se han conseguido composites multifuncionales en los que el material que mejor comportamiento ha presentado es un multilayer de grafeno pseudoprístino obtenido mediante intercalación del grafito, presentando elevada conductividad térmica y eléctrica y la máxima clasificación en retardancia la llama, V0.
Este tipo de GRM ha mostrado efectos sinérgicos con los CFRs, permitiendo aumentar la conductividad térmica hasta un 30% frente a la obtenida por el GRM/epoxi, lo que supone un aumento del 480% frente a la conductividad térmica que presenta el epoxi.
