INVESTIGADORES
RIVERO guadalupe
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización de nuevos recubrimientos poliméricos a partir de nanocompuestos furánicos
Autor/es:
RIVERO GUADALUPE; VAZQUEZ ANALÍA; MANFREDI LILIANA
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Workshop; III Workshop sobre Materia Blanda; 2010
Resumen:
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En la
actualidad, las políticas globales tienden a la disminución de productos
derivados del petróleo y aprovechamiento de residuos de la biomasa como materia
prima de materiales plásticos. Aunque las bien conocidas resinas fenólicas son
ampliamente utilizadas desde hace más de un siglo, hoy en día se busca
reemplazar el uso de formaldehído en su formulación, ya que es un contaminante
atmosférico peligroso para la capa de ozono.
Las resinas
furánicas se proponen como alternativa, ya que en su síntesis se emplea
furfural en lugar de formaldehído. El furfural se obtiene fácilmente a partir
de la deshidratación hidrolítica de las pentosas contenidas en diversos
residuos agrícolas. De esta manera es posible obtener un material con las
mismas excelentes propiedades térmicas y oxidativas de las fenólicas, pero
disminuyendo la emisión de tóxicos a la atmósfera.
Asimismo, la
adición de nanopartículas a la matriz polimérica podría mejorar su desempeño.
Ciertamente, toda modificación en las propiedades finales de un material conlleva
al estudio de las alteraciones en la estructura, la química y la cinética de
los procesos que trae aparejada la adición de una segunda fase de dimensiones
nanométricas. Dicho análisis es fundamental para comprender los mecanismos
involucrados y optimizar las ventajas de este tipo de materiales compuestos.
Se ha
comprobado que la adición de distintas nanopartículas de tipo arcilla, a una
matriz furánica, altera la química y la cinética de la reacción de síntesis del
prepolímero y también del curado térmico con hexametilentetramina. Se agregó en
este caso, un 2% de nanopartículas de
montmorillonita natural, y modificadas químicamente del tipo Cloisite®
30B and Cloisite® 10A.
El
análisis mediante espectroscopía
infrarroja (FTIR) y medidas de viscosidad demostraron que la adición de
arcillas acelera la síntesis del prepolímero. La cinética compleja de este tipo
de resinas termorrígidas se estudió mediante diversos métodos de cinética libre
y se obtuvieron los perfiles de energía de activación con la conversión. De
esta manera, se detectaron importantes diferencias mecanísticas durante el
curado de los materiales y se correlacionaron con los cambios químicos
detectados mediante el seguimiento de ciertos grupos funcionales característicos.
Los materiales
finales se caracterizaron mediante técnicas de dispersión de rayos X (DRX) y microscopía
electrónica de transmisión (TEM) para evaluar la dispersión de las arcillas en
la matriz.
Por último, se
realizaron ensayos de termogravimetría para corroborar el efecto de las
arcillas como retardantes de la degradación térmica del polímero. Se encontró
que la adición de este tipo de partículas inorgánicas permite mejorar la
resistencia térmica de la resina furánica hasta temperaturas cercanas a los 350 ºC y que la masa
residual a 900ºC
es mayor que la del polímero solo en un 15%. Esto está de acuerdo con los
resultados anteriores que muestran diferencias en el mecanismo de reacción por
la presencia de las arcillas.