Ceramic - polymer composites obtained by milling processes

Abstract

Els compostos ceràmic-polímer estan formats per una matriu polimèrica amb nanopartícules d’un ceràmic. En aquest cas, s’utilitza l’ECTFE al qual se li uniran, mitjançant l’enllaç metàl·lic, nanopartícules d’òxid de titani. Aquest, mantindrà la seva fase cristal·lina, l’anatasa, al llarg de tot el procés, conservant així les seves propietats, especialment les propietats fotocatalítiques que són les més importants. L’enllaç mecànic consisteix en una forta interacció física entre ambdós compostos i es portarà a terme per mitjà de mecanismes de mòlta. No obstant, en els processos que s’estudiaran no es molturaran exactament les partícules, sinó que es treballarà en baixes energies per arribar solament a obtenir una mescla amb partícules poc fraccionades. Els mecanismes que s’estudiaran seran el Atrittor Milling i el Atrittor Cryomilling, que consisteixen en introduir un nombre de boles determinat en un recipient i, mitjançant unes aspes, impulsar aquestes boles donant així col·lisions entre les boles i les partícules, entre les parets i les partícules i entre les mateixes partícules. La diferència entre l’un i l’altre és que en el Cryomilling es treballarà a temperatures criogèniques, per sota del punt de transició dúctil-fràgil del material. Aquests mecanismes permetran estudiar el comportament de les partícules en diferents temps de mòlta i mida de les partícules, ja que la finalitat del compost és la realització de recobriments mitjançant la tècnica de la projecció en fred. Estudis previs han revelat que la mida òptima de les partícules per a la utilització d’aquesta tècnica és de 40μm. S’ha trobat que les millors condicions per a obtenir la mescla desitjada han estat un procés de molturació d’una hora mitjançant l’Atrittor, eina amb la qual s’ha portat a terme el Atrittor Milling, amb una mida inicial de les partícules de ECTFE entre 63-80μm, una relació 1:1 entre el volum de material i el nombre de boles i a una velocitat de 75 rpm. S’ha observat que un temps de 30 minuts era massa poc i que un temps de 4 hores fracturava massa el material, fet que indica que ja s’iniciava el procés de molturació. Alhora, s’ha escollit l’Atrittor perquè el fet de treballar per sobre la temperatura dúctil-fràgil permetia menys fractura i més deformació de les partícules; i alhora es produïa una bona unió entre el polímer i el ceràmic.