Estudio del espectro de relajaciones dieléctricas y la conductividad en cristales líquidos poliméricos de cadena secundaria conteniendo grupos sulfónicos

• Autores: Alfonso Martínez Felipe, Víctor Sáenz de Juano Arbona, Roberto Teruel Juanes, María José Felipe , Llúcia Monreal Mengual, Amparo Ribes Greus
• Localización: VIII Congreso Nacional de Ingeniería Termodinámica. [Recurso electrónico]: libro de actas / coord. por Eduardo Montero García , 2013, ISBN 978-84-92681-62-4, págs. 1093-1102
• Idioma: español
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• Resumen

  • Se ha estudiado el espectro de relajaciones dieléctricas y la conductividad iónica de una serie de cristales líquidos poliméricos de cadena lateral, que contienen grupos sulfónicos y exhiben mesomorfismo tipo esméctico, poli[10-(4-metoxi-4’-oxi-azobenceno) decil metacrilato]–co-poli[ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanesulfónico]s, copolímeros 10-MeOAzB/AMPS. Los ensayos se realizaron en el rango de frecuencias f = 10-2/107 Hz y en el intervalo de temperaturas de T = -150ºC/120ºC. El espectro de relajaciones se ha representado en términos de la permitividad dieléctrica compleja, ε’ y ε’’, la tangente de pérdidas, tan(δ), y el módulo eléctrico, M*. A bajas temperaturas, -150ºC ;0ºC, se observan las relajaciones γ y β, correspondientes a fenómenos de movilidad local en cristales líquidos de cadena lateral. Los correspondientes mapas de Arrhenius, muestran el efecto de la inclusión de grupos ácido en la fase esméctica. A temperaturas más altas (T 10ºC), la aparición de fenómenos de conductividad en los copolímeros 10-MeOAzB/AMPS enmascara las relajaciones β1 , α y δ. La conductividad aumenta con la concentración de grupos ácido en los copolímeros, y particularmente mediante la separación de fases entre dominios cristalino-líquidos y ácidos. Las muestras con contenidos especialmente elevados de grupos AMPS exhiben conductividad a temperatura ambiente, con una dependencia tipo Arrhenius con la temperatura, alcanzando el rango de σdc~10-4 S·cm-1 a temperaturas superiores pero próximas a la temperatura de transición vítrea, T 80ºC. Los resultados obtenidos muestran la posibilidad de obtener simultáneamente mesomofismo y conductividad iónica, y por tanto de diseñar y aplicar nuevas estrategias para preparar electrolitos anisótropos con mecanismos de conductividad desacoplados de movimientos segmentales, a través de la formación de mesofases esmécticas aplicables a pilas de combustible alimentadas por bioalcoholes.