INGEOSUR   20376
INSTITUTO GEOLOGICO DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización de arcillas silanizadas obtenidas por procesos de síntesis alternativos
Autor/es:
L. FERNÁNDEZ, M. SÁNCHEZ, C. DE LA CRUZ, M. ONTIVERO, D. SANTONI, P. BERTI, C. ROZAS, G.PÉREZ, F. CRAVERO
Lugar:
Valle Hermoso, Córdoba
Reunión:
Congreso; I Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2008
Resumen:
Minerales arcillosos tales como las esmectitas tienen aplicaciones tecnológicas en muchos campos debido a su capacidad de expansión, propiedades de adsorción, de intercambio iónico y alta área superficial. Las superficies presentan características hidrofílicas debido a la hidratación de los cationes balanceadores dentro del espacio interlaminar. Sin embargo, es posible la modificación de la hidrofilicidad por distintas rutas abriendo el horizonte de aplicación a la remoción de moléculas orgánicas de efluentes acuosos, mejorar las interfases en matrices compuestas (polímero-arcilla) y en la inmovilización de enzimas. Con estos objetivos finales, en este trabajo se presentan los resultados encontrados en la modificación de una arcilla natural de nuestra región por el enlace covalente de viniltrimetoxisilano (VTMS), un componente silano funcionalizado con el grupo vinilo para aplicaciones posteriores específicas. Se investigó la reacción de silanización en fase líquida acuosa y anhidra. Con miras a un desarrollo tecnológico no se realizó ningún tipo de pretratamiento al mineral natural (MN). En forma cualitativa, los análisis de espectroscopia infrarroja (IR) indican claramente la presencia de VTMS para las dos vías de silanización a través de la aparición de los picos a 1423 y 1617 cm-1, correspondientes a las señales del -CH=CH2. Los difractogramas de RX demuestran que el VTMS fue intercalado en el espacio interlaminar para la reacción anhidra, indicado por un aumento de la distancia basal desde 12,1980 A° correspondiente al MN a 17,5095 A° para el modificado, adoptando una configuración bicapa. La intercalación es corroborada a partir de los resultados del análisis térmico diferencial (DTA), con la presencia de una reacción a 200 ºC correspondiente a la vaporización de VTMS superficial, dos reacciones exotérmicas a 340ºC y 390ºC características de material orgánico intercalado y una ocurrencia simultánea de la descomposición de VTMS y deshidroxilación a 670 ºC. Los grupos metilos intercalados son los responsables del desplazamiento de la temperatura de deshidroxilación desde 700 ºC correspondiente al MN a 670ºC para la modificada. Por otro lado, cuando se lleva a cabo la reacción en fase acuosa no se produce una intercalación del VTMS ya que no se modifica la distancia basal del material resultante (12,1334 A°). Además, el DTA indica que se produce la reacción exotérmica a 220ºC del VTMS superficial mientras que la temperatura de deshidroxilación permanece en el mismo valor que la del MN. Los análisis termogravimétricos (TGA) permiten calcular rendimientos de silanización muy semejantes para las dos vías, siendo de 4,37 % para la anhidra y 4,16 % para la acuosa. Pudo observarse que al MN hidrofílico se le aporta distinto grado de hidrofobicidad dependiendo de la ruta de reacción, ya que los ángulos de contacto estimados resultaron iguales a 10ºC, 100ºC y 147ºC para el MN, silanizado por vía acuosa y anhidra respectivamente. Se concluye que la selección de la ruta de silanización impacta en las características estructurales; naturaleza hidrofóbica; disponibilidad del silano en los defectos estructurales en la hoja tetraédrica, bordes o espacio interlaminar del material resultante, a pesar de lograrse un rendimiento similar. Esta información es de suma importancia para su posterior aplicación. Los análisis termogravimétricos (TGA) permiten calcular rendimientos de silanización muy semejantes para las dos vías, siendo de 4,37 % para la anhidra y 4,16 % para la acuosa. Pudo observarse que al MN hidrofílico se le aporta distinto grado de hidrofobicidad dependiendo de la ruta de reacción, ya que los ángulos de contacto estimados resultaron iguales a 10ºC, 100ºC y 147ºC para el MN, silanizado por vía acuosa y anhidra respectivamente. Se concluye que la selección de la ruta de silanización impacta en las características estructurales; naturaleza hidrofóbica; disponibilidad del silano en los defectos estructurales en la hoja tetraédrica, bordes o espacio interlaminar del material resultante, a pesar de lograrse un rendimiento similar. Esta información es de suma importancia para su posterior aplicación. Palabras Claves: esmectitas, VTMS, RX, TGA, IR Por otro lado, cuando se lleva a cabo la reacción en fase acuosa no se produce una intercalación del VTMS ya que no se modifica la distancia basal del material resultante (12,1334 A°). Además, el DTA indica que se produce la reacción exotérmica a 220ºC del VTMS superficial mientras que la temperatura de deshidroxilación permanece en el mismo valor que la del MN. Los análisis termogravimétricos (TGA) permiten calcular rendimientos de silanización muy semejantes para las dos vías, siendo de 4,37 % para la anhidra y 4,16 % para la acuosa. Pudo observarse que al MN hidrofílico se le aporta distinto grado de hidrofobicidad dependiendo de la ruta de reacción, ya que los ángulos de contacto estimados resultaron iguales a 10ºC, 100ºC y 147ºC para el MN, silanizado por vía acuosa y anhidra respectivamente. Se concluye que la selección de la ruta de silanización impacta en las características estructurales; naturaleza hidrofóbica; disponibilidad del silano en los defectos estructurales en la hoja tetraédrica, bordes o espacio interlaminar del material resultante, a pesar de lograrse un rendimiento similar. Esta información es de suma importancia para su posterior aplicación. Los análisis termogravimétricos (TGA) permiten calcular rendimientos de silanización muy semejantes para las dos vías, siendo de 4,37 % para la anhidra y 4,16 % para la acuosa. Pudo observarse que al MN hidrofílico se le aporta distinto grado de hidrofobicidad dependiendo de la ruta de reacción, ya que los ángulos de contacto estimados resultaron iguales a 10ºC, 100ºC y 147ºC para el MN, silanizado por vía acuosa y anhidra respectivamente. Se concluye que la selección de la ruta de silanización impacta en las características estructurales; naturaleza hidrofóbica; disponibilidad del silano en los defectos estructurales en la hoja tetraédrica, bordes o espacio interlaminar del material resultante, a pesar de lograrse un rendimiento similar. Esta información es de suma importancia para su posterior aplicación. Palabras Claves: esmectitas, VTMS, RX, TGA, IR