Influence of Carbon Nanotubes Concentration on Mechanical and Electrical Properties of Poly(styrene-co-acrylonitrile) Composite Yarns Electrospun
Rubén Caro-Briones,
Blanca Estela García-Pérez,
Eduardo San Martín-Martínez,
Héctor Báez-Medina,
Irlanda Grisel Cruz-Reyes,
José Manuel del Río,
Hugo Martínez-Gutiérrez,
Mónica Corea
Affiliations
Rubén Caro-Briones
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Instituto Politécnico Nacional, Av. Luis Enrique Erro S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738, Mexico
Blanca Estela García-Pérez
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Lázaro Cárdenas Prolongación de Carpio y Plan de Ayala S/N Col. Santo Tomas, Alcaldía Miguel Hidalgo, Ciudad de México C.P. 11340, Mexico
Eduardo San Martín-Martínez
Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Instituto Politécnico Nacional, Calzada Legaria No. 694 Col. Irrigación, Alcaldía Miguel Hidalgo, Ciudad de México C.P. 11500, Mexico
Héctor Báez-Medina
Centro de Investigación en Computación, Instituto Politécnico Nacional, Av. Juan de Dios Bátiz, Esq. Miguel Othón de Mendizábal, Col. Nueva Industrial Vallejo, Alcaldía Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738, Mexico
Irlanda Grisel Cruz-Reyes
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Lázaro Cárdenas Prolongación de Carpio y Plan de Ayala S/N Col. Santo Tomas, Alcaldía Miguel Hidalgo, Ciudad de México C.P. 11340, Mexico
José Manuel del Río
Departamento en Ingeniería en Metalurgia y Materiales, ESIQIE, Instituto Politécnico Nacional. Av. Luis Enrique Erro S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738, Mexico
Hugo Martínez-Gutiérrez
Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías, Instituto Politécnico Nacional, Av. Luis Enrique Erro S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738, Mexico
Mónica Corea
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Instituto Politécnico Nacional, Av. Luis Enrique Erro S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, Ciudad de México C.P. 07738, Mexico
In this work, the influence of carbon nanotubes (CNTs) content on the mechanical and electrical properties of four series of polymeric matrix were made and their cytotoxicity on cells was evaluated to consider their use as a possible artificial muscle. For that, polymer composite yarns were electrospun using polymeric solutions at 10 wt.%. of poly(styrene-co-acrylonitrile) P(S:AN) and P(S:AN-acrylic acid) P(S:AN-AA) at several monomeric concentrations, namely 0:100, 20:80, 40:60, 50:50 (wt.%:wt.%), and 1 wt.% of AA. Carbon nanotubes (CNTs) were added to the polymeric solutions at two concentrations, 0.5 and 1.0 wt.%. PMCs yarns were collected using a blade collector. Mechanical and electrical properties of polymeric yarns indicated a dependence of CNTs content into yarns. Three areas could be found in fibers: CNTs bundles zones, distributed and aligned CNTs zones, and polymer-only zones. PMCs yarns with 0.5 wt.% CNTs concentration were found with a homogenous nanotube dispersion and axial alignment in polymeric yarn, ensuring load transfer on the polymeric matrix to CNTs, increasing the elastic modulus up to 27 MPa, and a maximum electrical current of 1.8 mA due to a good polymer–nanotube interaction.
