Nous vivons entourés de polymères et aujourd'hui, plutôt que de proposer de nouveaux polymères, il y a une tendance à les modifier afin d'obtenir de nouvelles applications. Les nanotubes de carbone ont d'excellentes propriétés mécaniques, sont très durs, très rigide, et qui plus est, ils conduisent l'électricité. "Le problème avec eux, c'est qu'ils se dispersent, en d'autres termes, il est très difficile de les faire se mélanger avec des polymères, " a expliqué Iñaki Eguiazabal, membre du groupe Polymer Technology. C'est pourquoi il est essentiel de proposer des méthodes qui permettront aux nanotubes de carbone d'avoir un haut degré de dispersion et de stabilité au sein de la matrice polymère. "Dans cette recherche, nous avons abouti à la préparation réussie de l'un de ces matériaux, " il ajouta.

La recherche visait à améliorer les propriétés mécaniques du poly(éther imide). Le poly(éther imide) est un polymère qui a de très bonnes propriétés mécaniques et thermiques et est utilisé, entre autres, pour produire les pièces internes des aéronefs. Cependant, comme la plupart des polymères, c'est un matériau isolant du point de vue électrique. "En ajoutant des nanotubes de carbone, nous sommes non seulement capables d'améliorer encore les propriétés mécaniques du matériau, on peut aussi le transformer en conducteur d'électricité, " a expliqué IñakiEguiazabal. Cela pourrait leur permettre d'être utilisés dans des applications de peinture électrostatique, entre autres.

Depuis le début, l'activité du Groupe Polymer Technology, qui fait partie du Département des sciences et technologies des polymères de l'UPV/EHU et de l'Institut des matériaux polymères, POLYMATE, s'est principalement concentré sur l'étude de mélanges de polymères afin d'obtenir de nouveaux matériaux aux caractéristiques optimisées.

À l'heure actuelle, l'axe de travail le plus récent du Groupe porte sur l'étude de systèmes nanocomposites constitués de polymères thermoplastiques et d'argiles laminées organiquement modifiées ou de nanotubes de carbone. Nouveaux matériaux nano-renforcés à base de polymères techniques, et dans le cas des systèmes à nanotubes de carbone, conducteurs d'électricité, ont été développés dans cette ligne. Les systèmes ternaires à base de mélanges de polymères auxquels ont été ajoutées des nanoparticules ont permis de combiner les avantages offerts par le mélange avec ceux apportés par les nanocomposites; cela inclut l'obtention de matériaux super résistants avec une gamme optimisée de propriétés.

L'article intitulé « Widely Dispersed PEI-based nanocomposites with multi-wall carbon nanotubes by blending with a masterbatch » a été publié récemment dans la revue spécialisée Matériaux composites, Partie A :Sciences appliquées et fabrication , l'un des plus importants de sa catégorie. Les auteurs sont titulaires d'un doctorat Imanol González et IñakiEguiazabal et leur article traite d'une application de la synergie mentionnée ci-dessus entre les mélanges de polymères et les nanocomposites.

Meilleure dispersion et augmentation de la conductivité électrique

Pour le cas du poly(éther imide), ils ont eu recours à l'incorporation dans le polymère d'un mélange à base de poly(téréphtalate de butylène) à forte concentration de nanotubes dispersés. En réalité, "le poly(téréphtalate de butylène) n'a pas les propriétés splendides affichées par le polymère que nous essayons d'améliorer, mais les deux polymères se mélangent très bien et de cette façon, nous pouvons étendre la dispersion à travers le mélange, " a souligné Eguiazabal.

« Bien que la stabilité thermique soit réduite, la conductivité électrique est obtenue en ajoutant 1% de nanotubes de carbone, " a-t-il ajouté. D'autre part, " les propriétés mécaniques du poly(éther imide) l'améliorent encore plus. " Enfin, à tout cela s'ajoute le fait que la viscosité des nanocomposites se voit considérablement réduite grâce à la présence du poly(téréphtalate de butylène), ce qui constitue une amélioration considérable de l'aptitude au traitement des matériaux, malgré la présence des nanotubes qui ont tendance à augmenter la viscosité. Cette diminution de viscosité permet d'obtenir des produits avec des sections de très faible épaisseur mais de géométrie complexe.