Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo

Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo
  • Pays: Espagne
  • Date de la demande: 24/10/2016
  • Numero de demande:

    P201631362

  • Numéro de publication:

    ES2664973

  • Date de l'enregistrement: 08/02/2019
  • Statut: Concesión
  • Inventeurs:
    María del Carmen Alonso Herr
  • Informations du titulaire:
    María del Carmen Alonso Herr
  • Informations du représentant:
    Isabel Carvajal y Urquijo
  • Classification internationale des brevets de la publication:
    C08G 61/12,C08K 3/26,H01B 1/12,C08J 7/04,B32B 25/08,
  • Classification internationale des brevets de la publication:
  • Date d'expiration:

Brevet national pour "Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo"

Cette dépôt a été faite par

MARÍA DEL CARMEN ALONSO HERR

par l'intermédiaire du représentant

ISABEL CARVAJAL Y URQUIJO

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Revendications:
+ ES-2664973_A1 1. Un material que comprende látex y polipirrol, caracterizado por que comprende además un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol, donde dicho precursor de la nucleación y polimerización del pirrol es carbonato cálcico. 2. Un material según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho látex y dicho polipirrol están configurados como capas en el material y el espesor de la capa de polipirrol es entre 18 y 28 micras. 3. Un material según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la proporción volumétrica látex:polipirrol es entre 60:40 y 40:60. 4. Un procedimiento de síntesis del material según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que comprende: (a) añadir a látex aditivado con carbonato cálcico un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol, donde dicho precursor de la nucleación y polimerización del pirrol es carbonato cálcico, (b) añadir el material resultante del paso anterior a una disolución de un oxidante, donde dicho oxidante es cloruro férrico, (c) añadir pirrol al material resultante del paso anterior, donde todas las etapas se realizan a una temperatura entre -2°C a 30°C. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el tiempo de la etapa (c) es entre 30 y 120 minutos.

Descriptions:
+ ES-2664973_A1 TÍTULO Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con el área de materiales, en particular semiconductores elásticos, aplicables a sectores industriales como el textil, energético, informático, electrónico o biomédico. En particular, la presente invención está relacionada con un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y un procedimiento de síntesis de dicho material. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Actualmente la búsqueda de materiales en el campo de la electrónica flexible está en pleno auge. Estos materiales se integran en dispositivos electrónicos, que pueden requerir que ciertos componentes sean flexibles o elásticos y que haya conducción de corriente eléctrica cuando el dispositivo está enrollado o elongado. Una de las propiedades importantes de estos materiales es la conductividad eléctrica. Existen materiales elásticos con conductividades eléctricas elevadas, como los materiales basados en metales o grafeno, pero su síntesis es realmente costosa. El polipirrol es un polímero conductor, el cual es un compuesto orgánico de conductividad eléctrica de unos 50 S/cm, y que presenta además la característica de ser electrostático y electroactivo. En los últimos años ha surgido un gran interés por éste polímero, no obstante debido a sus deficientes propiedades mecánicas, surge la necesidad de combinarlo con otro material en forma de composite. En el estado de la técnica se han descrito composites látex-polipirrol. También se ha descrito la utilización de carbonato cálcico en composites látex-polipirrol para otros fines distintos a los de la presente solicitud. Los composites látex-polipirrol descritos en el estado de la técnica tienen propiedades que han sido mejoradas mediante la solución propuesta en la presente invención. Por ejemplo, la conductividad eléctrica, que en el caso de composites látex-polipirrol descritos en el estado de la técnica, realizados mediante oxidación química, presentan conductividades eléctricas del orden de 10-3 S/cm. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Según un primer aspecto, la presente invención proporciona un material que comprende látex y polipirrol, que comprende además un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol, donde dicho precursor de la nucleación y polimerización del pirrol es carbonato cálcico. Otra realización es el material según el primer aspecto de la invención, donde dicho látex y dicho polipirrol están configurados como capas en el material y el espesor de la capa de polipirrol es entre 18 y 28 micras. Otra realización es el material del primer aspecto de la invención, donde la proporción volumétrica látex:polipirrol es entre 60:40 y 40:60. El material según el primer aspecto de la invención comprende látex recubierto por polipirrol. El polipirrol se obtiene por polimerización del pirrol. La aditivación del látex con carbonato cálcico consigue aumentar la adhesión y la polimerización del polipirrol sobre y entre sus poros, llegando a obtenerse conductividades de hasta 4 S/cm y manteniendo la capacidad de deformarse elásticamente hasta un 500% de su longitud inicial. El material según el primer aspecto de la invención puede desempeñar un papel importante en su integración en dispositivos electrónicos en el que por requisitos técnicos es necesario que ciertos componentes sean flexibles o elásticos, pues es capaz de conducir la corriente enrollado y elongado. Además el polipirrol es electrostático y electroactivo lo que abre un abanico de posibilidades en el ámbito de materiales inteligentes. En el estado de la técnica se han descrito combinaciones de materiales elastómero- polipirrol, pero no se ha descrito el uso de carbonato cálcico como precursor de la nucleación y polimerización del pirrol, lo que da lugar a composites poliisopreno (o látex) - carbonato cálcico-polipirrol. Esto permite un aumento en el espesor de la capa conductora depositada llegando a proporciones volumétricas látex: polipirrol entre 60:40 y 40:60, que son más elevadas que las obtenidas en el estado de la técnica utilizando la inmersión del látex en una disolución de cloruro férrico y pirrol. Esta proporción volumétrica látex:polipirrol provoca conductividades eléctricas más elevadas que las descritas en el estado de la técnica, preservando las buenas propiedades del látex: elasticidad, flexibilidad, resistencia mecánica. El material no es elástico por un lado y conductor por otro, sino que es capaz de seguir conduciendo la corriente hasta un 100% de elongación sin desprendimiento de polipirrol. Este hecho demuestra la excelente adhesión entre los materiales integrados en el composite. En comparación con los composites elastómero-polipirrol del estado de la técnica, el material según el primer aspecto de la invención presenta mayores conductividades y capacidad de deformación, ya que gracias a el carbonato cálcico, el polipirrol penetra en el interior del látex y se deposita sobre su superficie sin la necesidad de mezclar ambos materiales a elevadas temperaturas o introducir tratamientos o materiales intermedios. El material según el primer aspecto de la invención puede integrarse en los dispositivos electrónicos sustituyendo las partes rígidas por móviles y flexibles. El material según el primer aspecto de la invención puede ser sellado para ser aislado del entorno, principalmente del oxígeno y agua ambiental. En resumen, el material según el primer aspecto de la invención presenta las siguientes propiedades: - Semiconductor y electroactivo - Elástico y flexible: Es capaz de alargarse y a su vez seguir conduciendo la corriente eléctrica, si bien es cierto que la resistencia eléctrica aumenta al alargamiento, aún al 100% de elongación conduce la corriente. - Antiestático - Económico - De fácil síntesis El material según el primer aspecto de la invención podría utilizarse en aquellos casos en los que los requerimientos eléctricos no sean demasiado elevados, pues presenta una resistencia eléctrica considerable, pero sí exista la necesidad de que fuese flexible o elástico. Aún así, es necesario destacar la posibilidad de solapamiento de varias capas de material, actuando de éste modo como resistencias eléctricas en paralelo, y disminuyendo en consecuencia la resistencia superficial del conjunto. Un ejemplo de aplicación del material según el primer aspecto de la invención es en la industria energética, en la cual se aprovecha la reversibilidad de la reacción de reducción- oxidación del polipirrol para generar energía eléctrica como supercondensadores orgánicos o en células solares. En este sentido, el material consigue llegar al espesor de polipirrol necesario para la aplicación pero aún preservando las buenas propiedades del látex. El material según el primer aspecto de la invención también podría utilizarse como sensor o actuador, debido a sus propiedades electroactivas, es decir cambio de forma en presencia de determinada corriente. Podría aplicarse en el área de textiles inteligentes, protecciones anticorrosivas o antiestáticas, circuitos electrónicos, OLEDS, baterías poliméricas, condensadores orgánicos, etc. Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento de síntesis del material según el primer aspecto de la invención, que comprende: (a) añadir a látex aditivado con carbonato cálcico un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol, donde dicho precursor de la nucleación y polimerización del pirrol es carbonato cálcico, (b) añadir el material resultante del paso anterior a una disolución de un oxidante, donde dicho oxidante es cloruro férrico, (c) añadir pirrol al material resultante del paso anterior, donde todas las etapas se realizan a una temperatura entre -2°C a 30°C. Dentro del rango -2°C a 30°C se obtienen mejores resultados en el rango de menores temperaturas. Otra realización es el procedimiento según el segundo aspecto, donde el tiempo de la etapa (c) es entre 30 y 120 minutos. En el procedimiento según el segundo aspecto de la invención se parte de un látex aditivado con carbonato cálcico, el cual se sumerge en una disolución acuosa de cloruro férrico y pirrol. La reacción puede realizarse a bajas temperaturas (en un simple baño de hielo) en un tiempo entre 30 y 120 minutos, consiguiendo obtener un composite elástico y semiconductor. El material se obtiene mediante un proceso muy sencillo, pero a la vez eficaz, puesto que permite una adhesión completa del polímero conductor sobre la superficie del látex, el cual no se desprende aún sometiéndolo a esfuerzos de tracción mayores al 500% de elongación. El procedimiento según el segundo aspecto de la invención es un proceso de síntesis barato y sencillo, consiguiendo llegar a un compromiso entre las propiedades mecánicas del látex y eléctricas del polipirrol, sin la necesidad de utilizar elevadas temperaturas u otros reactivos que aumenten el precio del producto, lo que supone también una ventaja en el impacto medioambiental del mismo. En el procedimiento según el segundo aspecto de la invención se consume una cantidad ínfima de pirrol en relación al látex, lo que consigue abaratar el proceso. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra imágenes de microscopía SEM del material de la invención. Las imágenes corresponden a cortes transversales de una muestra del material, en las que se observa penetración del polipirrol en la capa elastomérica. La Figura 2 muestra una imagen de microscopía SEM de un material comparativo (no de acuerdo a la invención). El espesor de la capa conductora es 8 micras y no existe penetración alguna de polipirrol en la matriz elastomérica. DESCRIPCIÓN DE MODOS DE REALIZACIÓN Ejemplo 1. Procedimiento de síntesis del material de la invención Se tomó una muestra de un látex aditivado con carbonato cálcico y se introdujo en una disolución de 10 ml de cloruro férrico 1 M en disolución acuosa, posteriormente se adicionó 0, 1 g de pirrol a partir de una disolución acuosa de pirrol 0, 45 M. Transcurridos 15 minutos se observó como la superficie del látex se tornó negra (color característico del polipirrol) , lo que indica que se ha producido polimerización del polipirrol sobre su superficie. Dicho polipirrol se encontraba perfectamente adherido al látex. Se observó además que el polipirrol no sólo se distribuyó alrededor del látex en forma de recubrimiento sino que además penetró en sus poros, siendo capaz de conducir la corriente eléctrica no sólo superficialmente sino también a su través. El material así obtenido presentó una elevada elasticidad y una conductividad eléctrica de 3 S/cm aproximadamente. El material conducía la electricidad sometido a un alargamiento mayor al 100%, aunque, la resistencia eléctrica aumenta conforme se va estirando. Esto es debido a que no se ha utilizado látex solo como elastómero, sino que se trata de una mezcla látex-carbonato cálcico. Ejemplo 2. Caracterización del material de la invención El carbonato de calcio integrado en el látex favoreció la polimerización del polipirrol, debido a que es un agente adsorbente y a que favorece la nucleación de los polímeros, lo que se traduce en un aumento del espesor del polipirrol depositado sobre el látex. El espesor obtenido de la capa conductora de polipirrol es de 23 micras. La Figura 1 muestra imágenes de microscopía SEM del material obtenido. En las imágenes se observa la penetración del polipirrol (parte granular de las figuras) en la capa elastomérica, dentro de la matriz del látex, sin que exista la necesidad de combinarlos en una mezcla a altas temperaturas. En la Figura 2 se muestra una imagen de un material comparativo (no de acuerdo a la invención). La síntesis de este material comparativo (no de acuerdo a la invención) se realizó sin utilizar carbonato cálcico como precursor. En este material comparativo (no de acuerdo a la invención) se observó un espesor de la capa conductora de polipirrol de 8 micras, muy inferior a las 23 micras obtenidas en el material de la invención. Además en este caso no existe penetración alguna de polipirrol en la matriz elastomérica.


Événements:
Au 24/10/2016, Registro Instancia de Solicitud a été faite
Au 24/10/2016, Admisión a Trámite a été faite
Au 24/10/2016, 1001P_Comunicación Admisión a Trámite a été faite
Au 25/11/2016, Continuación del Procedimiento a été faite
Au 01/12/2016, Publicación Continuación del Procedimiento e Inicio IET a été faite
Au 28/12/2017, IET1_Petición Realización IET a été faite
Au 28/02/2018, Realizado IET a été faite
Au 02/03/2018, Informe Estado de la Tecnica a été faite
Au 02/03/2018, 1109P_Comunicación Traslado del IET a été faite
Au 24/04/2018, Publicación Solicitud con IET a été faite
Au 24/04/2018, Publicación Folleto Solicitud con IET (A1) a été faite
Au 08/08/2018, Reanudación Procedimiento General de Concesión a été faite
Au 14/08/2018, Publicación Reanudación Procedimiento General de Concesión a été faite
Au 06/11/2018, Publicación Traslado Observaciones del IET a été faite
Au 08/02/2019, Sin Modificación de Reivindicaciones a été faite
Au 08/02/2019, Concesión a été faite
Au 08/02/2019, 1203P_Notificación Concesión por Procedimiento General de Concesión a été faite
Au 15/02/2019, Publicación concesión Patente PGC a été faite
Au 15/02/2019, Publicación Folleto Concesión a été faite
Au 18/05/2019, Entrega título a été faite

Paiements:
28/12/2017 - Pago Tasas IET
16/05/2019 - Pago 03 Anualidad

Information sur l'enregistrement du brevet national par Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo avec le numéro P201631362

L'enregistrement du brevet national par Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo avec le numéro P201631362 a été demandé à la 24/10/2016. C'est un record dans Espagne, donc ce disque n'offre pas de protection dans le reste des pays. L'enregistrement Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo avec le numéro P201631362 a été demandé par MARÍA DEL CARMEN ALONSO HERR par l'intermédiaire des services du Isabel Carvajal y Urquijo.

Autres inventions demandées par María del Carmen Alonso Herr

Il est possible de connaître toutes les inventions demandées par María del Carmen Alonso Herr, parmi lesquelles figure l'enregistrement de brevet national par Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo sous le numéro P201631362. Si vous souhaitez en savoir plus sur les inventions demandées par María del Carmen Alonso Herr, cliquez ici.

Autres inventions demandées par l'intermédiaire du représentant ISABEL CARVAJAL Y URQUIJO

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Brevets en Espagne

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