Caracterización de la dinámica molecular de nuevas poliazidas con potenciales aplicaciones en ingeniería

Abstract

[ES] En este trabajo final de grado se ha llevado a cabo la caracterización de dos materiales de naturaleza acrílica con grupos funcionales azida, de diferente longitud, en sus cadenas laterales (poliazidas). Las membranas analizadas, han sido diseñadas con objeto de actuar como membranas soporte para el diseño de sensores de distinta naturaleza. La compresión de su dinámica molecular es clave para la mejora de las propiedades físicas de las membranas soporte diseñadas. La caracterización de las membranas ha sido realizada empleando Análisis Termogravimétrico (TGA) y Espectroscopia de Relajación Dieléctrica (DRS). De acuerdo con TGA, la descomposición de las membranas ocurre por encima de 100ᵒC, existiendo una diferencia de tan sólo 2ᵒC en la temperatura de descomposición. El análisis realizado por DRS, en el intervalo de temperatura de -120ᵒ-100ᵒC revela la existencia de diferentes procesos de naturaleza dipolar y conductivos. Así, los espectros dieléctricos de ambos polímeros muestran en el estado vítreo dos relajaciones marcadas en orden de creciente temperatura como procesos ɣ y  respectivamente. Por otra parte, a temperaturas elevadas y frecuencias bajas, los espectros están dominados por la conductividad óhmica y los procesos interfaciales de polarización de electrodo. Son estos últimos procesos los que se ven más afectados por el cambio de longitud de la cadena lateral, aumentando en dos décadas la conductividad al aumentar la longitud de la misma. Por otra parte, la energía de activación del proceso conductivo es similar indicando que el origen molecular del mismo es común.

[EN] In this final project, the characterization of two materials of acrylic nature with azide functional groups of different length in their side chains (polyazides) has been carried out. The membranes analyzed have been designed to act as support membranes in order to develop sensors of different nature. The compression of its molecular dynamics is key to the improvement of the physical properties of the designed support membranes. The characterization of the membranes was carried out using Thermogravimetric Analysis (TGA) and Dielectric Relaxation Spectroscopy (DRS). According to TGA, the decomposition of the membranes occurs above 100ᵒC, only a difference of 2ᵒC in the decomposition temperature was observed. The analysis carried out by DRS, in the temperature range of -120ᵒ-100ᵒC, reveals the existence of different dipolar and conductive processes. Thus, the dielectric spectra of both polymers show in the vitreous state two relaxations marked in order of increasing temperature as processes ɣ and , respectively. On the other hand, at high temperatures and low frequencies, the spectra are dominated by the ohmic conductivity and the interfacial electrode polarization processes. The latter processes are most affected by the change in length of the side chain. It is observed an increase of two decades in the conductivity by increasing the length of the side chain. On the other hand, the activation energy of the conductive process is similar, indicating that its molecular origin is common.

[CAT/VA] En aquest treball final de grau s'ha dut a terme la caracterització de dos materials de naturalesa acrílica amb grups funcionals azida, de diferent longitud, en les seves cadenes laterals (poliazides). Les membranes analitzades, han estat dissenyades a fi d'actuar com membranes suport per al disseny de sensors de diferent naturalesa. La compressió de la seva dinàmica molecular és clau per a la millora de les propietats físiques de les membranes suport dissenyades. La caracterització de les membranes ha estat realitzada emprant anàlisi termogravimètric (TGA) i Espectroscòpia de Relaxació Dielèctrica (DRS). D'acord amb TGA, la descomposició de les membranes ocorre a temperatures superiors a 100ᵒC, amb tan sols 2ᵒC diferència en la temperatura de descomposició. L'anàlisi realitzada per DRS, en l'interval de temperatura de - 120ᵒ-100ᵒC revela l'existència de diferents processos de naturalesa dipolar i conductius. Així, els espectres dielèctrics dels dos polímers mostren en l'estat vitri 2 relaxacions marcades en ordre de creixent temperatura com processos ɣ i , respectivament. D'altra banda, a temperatures elevades i freqüències baixes, els espectres estan dominats per la conductivitat òhmica i els processos interfacials de polarització d'elèctrode. Són aquests últims processos els que es veuen més afectats pel canvi de longitud de la cadena lateral, augmentant en dues dècades la conductivitat en augmentar la longitud de la cadena. D'altra banda, l'energia d'activació del procés conductiu és similar indicant que l'origen molecular del mateix és comú.