Evolución de la mojabilidad de una red covalente adaptable epoxy/amina durante el proceso de formación

CUELLAR BERRIO, INGRITH PAOLA; SCANONE, ANA CORAL; ALTUNA, FACUNDO IGNACIO; HOPPE, CRISTINA ELENA

Mar del Plata

Congreso; SAM CONAMET 2022; 2022

INTEMA

La mojabilidad, s, está referida a cómo un líquido interactúa con la superficie sólida (o líquida) que lo soporta, teniendo en cuenta el medio gaseoso que los circunda. Este fenómeno es estudiado debido a su importancia y presencia en muchos ámbitos. como por ejemplo en la aplicación de pinturas, en el diseño de recubrimientos delgados de protección y en las propiedades de adhesión/repulsión de líquidos [1,2]. También es importante para explicar fenómenos en sistemas biológicos y naturales, como en el estudio de la dispersión de gotas sobre hojas de plantas, o en la aplicación de gotas sobre el glóbulo ocular. En ciertos casos, las medidas de mojabilidad pueden utilizarse no sólo como herramienta de caracterización del estado final de un material, sino también como una forma de comprender su evolución durante un determinado proceso. El método de medición de los ángulos de contacto, θ, es a través de goniometría de gota sésil (apoyada sobre una superficie). En este caso en particular, se proceden a encontrar i) los ángulos de equilibrio y ii) las variaciones en los ángulos de contacto influenciados por el ángulo de inclinación, α, de la superficie; de esta forma, es posible encontrar los ángulos de avance, θa, y retroceso, θr, con los cuales gotas de agua derraman la superficie.En el caso del material polimérico de nuestro interés, los cambios de mojabilidad pueden dar cuenta de variaciones en la estructura de la red polimérica, movimientos y reorganización de cadenas, formación o eliminación de grupos químicos determinados, etc. Estos cambios pueden estar asociados al avance de una reacción de polimerización, envejecimiento, post-curado, reorganización estructural, etc [3]. En este trabajo se busca determinar el cambio que tiene lugar en la mojabilidad durante los procesos de entrecruzamiento físico que dan lugar a una red covalente adaptable (CAN por sus siglas en inglés) basada en la química epoxi-amina. Dichos cambios se analizan en función de variables de síntesis tales como la longitud de cadena pendiente de la amina utilizada, la composición de la mezcla inicial y el tiempo y temperatura de entrecruzamiento. Lo que se busca es determinar posibles cambios en la estructura de la red durante el proceso de formación de la red y relacionarlo con las variables de síntesis y las propiedades del material final. Las redes se obtienen por la reacción de diglicidiléter de bisfenol A (DGEBA, peso equivalente de epoxi, 174 g por eq.), con alquilaminas de diferentes longitudes de cadena, en este caso, octilamina (OA, 64.625 g por eq.) y dodecilamina (DA, 92.675 g por eq.). Las muestras a caracterizar corresponden a sistemas estequiométricos con partes iguales de cada amina (en equivalentes) y se obtuvieron en a) masa (o bulk) y b) en forma de recubrimientos por inmersión a velocidad controlada (dip coating). Ambos tipos de muestras son sometidas a diferentes tiempos de annealing prolongado (de 2 hasta 25 horas) a temperatura constante de 100ºC, con el objetivo de transformar polímeros lineales en redes poliméricas físicas a través del tratamiento térmico por encima de su temperatura de transición [4-6].Los primeros análisis mostraron que incremento en el tiempo de annealing térmico conlleva a un aumento de la hidrofobicidad en la superficie de los vitrímeros. Es decir que, el grado de entrecruzamiento físico de los polímeros lineales iniciales permite obtener muestras en bulk más repelentes al agua con ángulos de contacto por encima de los 85º (Ver Fig. 1), resultado favorable en la búsqueda de materiales candidatos a ser usados como recubrimientos en forma de película delgada. De esta forma, en este trabajo buscamos relacionar el efecto del espesor del recubrimiento y los tiempos de tratamiento térmico con los ángulos de contacto de las películas delgadas obtenidas tras la disolución del vitrímero en un solvente comercial y su posterior uso como recubrimiento. Así mismo, estudiar los fenómenos relacionados con la matriz polimérica final y sus propiedades físicas.