Thermal, viscoelastic, and electrical properties of thermoplastic polyurethane films reinforced with multi-walled carbon nanotubes
Jose Munoz Chilito,
Jose A. Lara-Ramos,
JulianA. Angel,
Fiderman Machuca-Martínez,
Lorena Marín,
Luis A. Rodríguez,
Juan P. Correa Aguirre,
Miguel A. Hidalgo Salazar,
Serafin García-Navarro,
Luis Roca-Blay,
Jesús E. Diosa,
Edgar Mosquera-Vargas
Affiliations
Jose Munoz Chilito
Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A, 25360, Cali, Colombia
Jose A. Lara-Ramos
Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A, 25360, Cali, Colombia
JulianA. Angel
Departamento de Ciencias Básicas, Institución Universitaria António José Camacho, Avenida 6N No 28N-102, A.A, 25663, Cali, Colombia
Fiderman Machuca-Martínez
Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia; Grupo de Investigación en Procesos Avanzados para Tratamientos biológicos y Químicos (GAOX), Escuela de Ingeniería Química, Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia
Lorena Marín
Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia; Grupo de Películas Delgadas (GPD), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia
Luis A. Rodríguez
Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A, 25360, Cali, Colombia; Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia
Juan P. Correa Aguirre
Grupo de Investigación en Tecnología para la Manufactura (GITEM), Universidad Autónoma de Occidente, 760035, Cali, Colombia
Miguel A. Hidalgo Salazar
Grupo de Investigación en Tecnología para la Manufactura (GITEM), Universidad Autónoma de Occidente, 760035, Cali, Colombia
Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A, 25360, Cali, Colombia; Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia; Corresponding author.
Edgar Mosquera-Vargas
Grupo de Transiciones de Fase y Materiales Funcionales (GTFMF), Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A, 25360, Cali, Colombia; Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM), Universidad del Valle, A.A, 25663, Cali, Colombia; Corresponding author.
Thermoplastic polyurethane (TPU) doped with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) at 1, 3, 5, and 7 wt% has been studied. The effect of MWCNTs on thermal, viscoelastic, and electric properties in the TPU matrix was characterized by differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), and by impedance spectroscopy. The results show that the thermal, electrical, and viscoelastic properties, such as the glass transition temperature, shifted towards high temperatures. The melting temperature decreased, and the conductivity and the storage modulus increased by 61.5 % and 58.3 %. The previously observed behavior on the films is due to the increase in the mass percentage of carbon nanotubes (CNTs) in the TPU matrix. Also, it can be said that the CNTs were homogeneously dispersed in the TPU matrix, preventing the movement of the polymer chains, and generating channels or connections that increase the conductivity and improve the thermal properties of the material.
