INIQUI   05448
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
2.55 “Permeación de Vapor de Agua en Membranas de Polivinil Alcohol/ Montmorillonita”
Autor/es:
CELESTE CARRERA; ELEONORA ERDAMNN; HUGO DESTEFANIS; DELICIA ACOSTA
Lugar:
Santiago de Chile- Chile
Reunión:
Congreso; 8° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, CONAMET /SAM 2008; 2008
Institución organizadora:
UTEM (Univ. Tecnol. Metropol.)-CENIM (Ctro Ensayos e Inv. MAter.)-SAM (asociacion argentina de materiales) Soc. Chilena de metalurgia y Materiales
Resumen:
El polivinil alcohol (PVA) es un polímero cuyo uso principal está destinado a la industria de las fibras. Recientemente, su aplicación ha sido extendida en usos farmacéuticos, biomédicos y bioquímicos, debido a sus características tales como biocompatibilidad, biodegradabilidad y solubilidad en agua. Sin embargo, la baja resistencia a solventes y las insuficientes propiedades mecánicas y de barrera del PVA han restringido sus usos. Por tal motivo las investigaciones han sido enfocadas hacia el desarrollo de nanocompuestos basados en PVA/arcilla para mejorar las propiedades del PVA. En este trabajo se estudia la influencia de montmorillonita (MMT), original e intercambiada, incorporadas en PVA sobre la permeación de vapor de agua. El PVA fue obtenido por hidrólisis de polivinilacetato en metanol con solución de KOH. Las arcillas organofílicas se prepararon mediante intercambio catiónico con cloruro de trietanol amonio (MMTorg1) y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HDTMA) (MMTorg2). La membranas, con espesores entre 0,06 mm y 0,23mm, se prepararon mediante casting a partir de una suspensión acuosa de polímero/ arcilla (10% p/p). La caracterización se realizó utilizando las técnicas de difracción de rayos X y espectroscopia de infrarrojo. Las experiencias para la medición de la transmisión de vapor de agua y la permeabilidad se llevaron a cabo  sando la técnica ASTM E96. Las membranas de PVA puro y modificado con las distintas arcillas fueron colocadas en la boca de frascos pequeños a modo de cierre con un área efectiva de 5.3 cm2 . En el interior se puso como material absorbente tamiz molecular y los mismos fueron luego colocados en una caja hermética, a una temperatura de 40° C y una humedad del 50%, durante 5 días. En ese período de tiempo se determino el incremento de masa, por absorción de agua, a distintos intervalos de permanencia de las muestras en el interior del receptáculo hasta alcanzar un estado estacionario. Los difractogramas de rayos X de las arcillas intercambiadas muestran un corrimiento del pico con respecto a la MMT original, indicando que efectivamente se produjo el intercambio de los iones Na+ por los iones alquilamonio NR4 +, lo cual queda confirmado con los espectros de infrarrojo. La comparación de los difractogramas de rayos X de la arcilla sin intercambiar con las intercambiadas muestran que la distancia interplanar es modificada por la incorporación de iones amonio, quedando estas distancias en relación directa con el tamaño del ión. La presencia de los iones orgánicos es confirmada por espectroscopia infrarroja. De los difractogramas de rayos X de los materiales compuestos se puede inferir una buena dispersión de nanofiller. Como se observa en la Tabla1 la permeación del vapor de agua disminuye con la incorporación de la arcilla sin intercambiar, en un 51% con respecto al PVA puro. Todo lo contrario sucede con las arcillas organofílicas, la que presentó mayor incremento fue la MMT intercambiada con HDTMA ya que aumentó en un 71% con respecto al PVA. La adecuada dispersión de la MMT en PVA está asociada a un cambio entálpico favorable ya que las interacciones entre las láminas de MMT y PVA son de la misma naturaleza (puente hidrógeno); compensando el factor entrópico desfavorable que acompaña a un proceso de dispersión. Esta dispersión genera interacciones PVA/MMT que disminuyen el volumen libre y la movilidad de cadenas dando como resultado un aumento en la propiedad de barrera del PVA a vapor de agua. org1) y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HDTMA) (MMTorg2). La membranas, con espesores entre 0,06 mm y 0,23mm, se prepararon mediante casting a partir de una suspensión acuosa de polímero/ arcilla (10% p/p). La caracterización se realizó utilizando las técnicas de difracción de rayos X y espectroscopia de infrarrojo. Las experiencias para la medición de la transmisión de vapor de agua y la permeabilidad se llevaron a cabo  sando la técnica ASTM E96. Las membranas de PVA puro y modificado con las distintas arcillas fueron colocadas en la boca de frascos pequeños a modo de cierre con un área efectiva de 5.3 cm2 . En el interior se puso como material absorbente tamiz molecular y los mismos fueron luego colocados en una caja hermética, a una temperatura de 40° C y una humedad del 50%, durante 5 días. En ese período de tiempo se determino el incremento de masa, por absorción de agua, a distintos intervalos de permanencia de las muestras en el interior del receptáculo hasta alcanzar un estado estacionario. Los difractogramas de rayos X de las arcillas intercambiadas muestran un corrimiento del pico con respecto a la MMT original, indicando que efectivamente se produjo el intercambio de los iones Na+ por los iones alquilamonio NR4 +, lo cual queda confirmado con los espectros de infrarrojo. La comparación de los difractogramas de rayos X de la arcilla sin intercambiar con las intercambiadas muestran que la distancia interplanar es modificada por la incorporación de iones amonio, quedando estas distancias en relación directa con el tamaño del ión. La presencia de los iones orgánicos es confirmada por espectroscopia infrarroja. De los difractogramas de rayos X de los materiales compuestos se puede inferir una buena dispersión de nanofiller. Como se observa en la Tabla1 la permeación del vapor de agua disminuye con la incorporación de la arcilla sin intercambiar, en un 51% con respecto al PVA puro. Todo lo contrario sucede con las arcillas organofílicas, la que presentó mayor incremento fue la MMT intercambiada con HDTMA ya que aumentó en un 71% con respecto al PVA. La adecuada dispersión de la MMT en PVA está asociada a un cambio entálpico favorable ya que las interacciones entre las láminas de MMT y PVA son de la misma naturaleza (puente hidrógeno); compensando el factor entrópico desfavorable que acompaña a un proceso de dispersión. Esta dispersión genera interacciones PVA/MMT que disminuyen el volumen libre y la movilidad de cadenas dando como resultado un aumento en la propiedad de barrera del PVA a vapor de agua.