SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE HÍBRIDOS ORGÁNICO/INORGÁNICOS BASADOS EN ACETATO DE CELULOSA

M. DESIMONE; V. MUCCI; D. FASCE; R. RUSECKAITE

Santa Fé

Congreso; XXIV Congreso Argentino de Química; 2002

Asociación de Química Argentina

El acetato de celulosa (CA) es un polímero termoplástico producido a partir de celulosa (recurso renovable) que tiene un amplio campo de aplicaciones, pero posee una limitada resistencia a los solventes y baja resistencia al creep. La obtención de materiales híbridos orgánico/inorgánicos (OIH), provee una ruta potencial para superar estas limitaciones. El proceso sol-gel, asociado a condiciones de reacción suaves, ofrece una nueva estrategia de síntesis de materiales compuestos con dominios del orden de los nanometros. Como resultado, los materiales OIH son altamente transparentes, lo que introduce una variante respecto de los materiales compuestos tradicionales. El presente trabajo presenta los resultados preliminares de la síntesis y caracterización de materiales OIH basados en CA y tetraetoxisilano (TEOS), utilizando dos estrategias diferentes a fin de comparar las propiedades de los productos obtenidos: a)      Formación de OIH en presencia de CA y TEOS. Esta estrategia se basa en la formación de interacciones específicas, tipo puente de hidrógeno, entre el componente orgánico y el inorgánico. El CA (seco, 24 h a 105 ºC), fue disuelto en tetrahidrofurano (THF) anhidro y se le adicionó TEOS en distintas proporciones másicas (10-30%) en presencia de catálisis ácida (ácido fórmico 0.1%). El proceso sol-gel fue realizado a distintas temperaturas (4, 20 y 40ºC). Luego de evaporación del solvente, se obtuvieron materiales fácilmente despegables de sus contenedores y con morfologías bien diferenciadas, sugiriendo un fuerte efecto de la temperatura (o de la viscosidad de la solución) en el proceso de separación de fases. Los materiales fueron caracterizados por ensayos de solubilidad y calorimetría diferencial dinámica (DSC) b) Derivatización del CA con isocianopropiltrietoxisilano (ISCPTEOS) y posterior formación de OIH con TEOS. Esta estrategia incorpora uniones covalentes entre ambas fases. Se realizó la funcionalización del CA con ISCPTEOS utilizando DBTDL como catalizador, en THF, a 60ºC y en atmósfera de nitrógeno. El nivel de derivatización fue controlado por la relación molar inicial de ISCPTEOS/CA. El progreso de la reacción fue evaluado por la desaparición en función del tiempo de la banda de N=C=O (2272 cm-1) en FTIR. Una vez terminada la reacción, se precipita el producto con éter anhidro y se conservan los productos bajo vacío. Estos materiales se utilizaron para obtener OIH con TEOS en las mismas proporciones y condiciones que las descritas en el inciso a). Los materiales generados presentan una mayor adhesión al vidrio que los obtenidos a partir del CA sin derivatizar. La caracterización de estos materiales se encuentra bajo estudio.