Síntesis y caracterización de polianfolitos solubles en agua precursores de organoarcillas

V. CAMPO DALL´ ORTO; L. V, LOMBARDO LUPANO; L. A. DEL RIO; J. M. LÁZARO MARTINEZ; R. M. TORRES SÁNCHEZ

La Plata

Workshop; 1er Workshop de Nanoarcillas y sus aplicaciones; 2013

Existe un creciente interés en el desarrollo de organoarcillas intercaladas con polímeros para lograr su dispersión homogénea en materiales aplicados en la industria del automotor, electrónica y de electricidad. En este trabajo presentamos la síntesis y caracterización de un polímero soluble en agua con propiedad de polianfolito que fue empleado para modificar las partículas de montmorillonita. El polímero denominado Poly(EGDE-MAA-IM)-soluble fue obtenido mediante una estrategia de síntesis novedosa. En una primera etapa se mezclaron etilenglicol diglicidil éter (EGDE) con imidazol (IM) disuelto en acetonitrilo, reaccionando a 50º C durante 24 hs. Se observó la desaparición de la banda de absorción en FT- IR en la región de 900 cm-1 correspondiente al estiramiento de la unión C ? O de los grupos epóxido en EGDE, y la desaparición de las bandas débiles en la región de 3000 cm-1 correspondientes a la vibración de C-H de los mismos grupos. Estos cambios espectrales serían indicativos de la apertura de los grupos epóxido por ataque nucleofílico de los N piridínicos del IM. Posteriormente se agregó ácido metacrílico (MAA), se dejó reaccionar a 60 º C durante 24 hs, y se agregó peróxido de benzoilo para obtener un sólido soluble en agua. El espectro FT-IR del sólido sin purificar presentó disminución en la banda en 1630 cm-1 de los grupos vinilo terminales en olefinas (MAA), por polimerización iniciada tras el agregado de  peróxido a 60º C. El espectro 1H RMN del sólido disuelto en D2O presentó las señales características en estas clases de polianfolitos. Las soluciones acuosas de estos polímeros pudieron ser purificadas por diálisis empleando membranas de 12 kDa de corte, para eliminar restos de solvente de síntesis y de monómeros de partida. La electroforesis capilar resultó ser una técnica separativa adecuada para el análisis de la distribución de peso molecular en estos productos. El desarrollo de la separación en buffers fosfato en el rango de pH entre 4 .0 y 7.0 puso en evidencia la presencia de especies con carga neta positiva, debido a la protonación de los residuos básicos IM, y a disustituciones de algunos residuos IM por reacción con dos moléculas de EGDE que originaron cargas permanentes positivas. Estas cadenas poliméricas presentan grupos ?COO- y grupos IM, capaces de actuar como ligandos en la coordinación de ciertos cationes como Fe(II), Fe(III), Al(III) y Cu(II). Las soluciones acuosas de Poly(EGDE-MAA-IM) formaron agregados estables en la mezcla con soluciones de los cationes mencionados, y precipitaron ante la disminución de pH del medio. El intercambio de la montmorillonita proveniente de la Provincia de Río Negro, con estos materiales de carga neta positiva a los diferentes valores de pH de trabajo, modificó el carácter hidrofilico a hidrofobico de la arcilla, su área específica, su porosidad y cargas eléctricas superficiales, encontrándose un ensanchamiento de la intercapa.