Caracterización de superficies hidrofóbicas

SOSA, MARIANA D.; MARTÍNEZ RICCI, LUZ; MISSOGNI, LEANDRO; CANNEVA, ANTONELA; MURGIDA, DANIEL; D´ACCORSO, N.; NEGRI, R. MARTÍN

Ciudad Autónima de Buenos Aires

Congreso; CARACTERIZAR 2020; 2020

En este trabajo se mostrarán distintos abordajes para el estudio de superficies hidrofóbicas utilizando diversas técnicas de caracterización. Finalmente, se mostrarán los resultados que se obtuvieron empleando un método desarrollado en el grupo para el estudio de las propiedades triboeléctricas de superficies poliméricas hidrofóbicas.En primer lugar, se prepararon superficies superhidrofóbicas ̶ ángulo de contacto (WCA) > 150 ̶ cuyo objetivo fue su implementación como membranas de separación petróleo-agua en la industria del petróleo [1,2]. En total se utilizaron SEM, TEM, FTIR, XPS, AFM y DRX de polvo como técnicas de caracterización estructural y WCA, flujo de petróleo, presión de agua máxima tolerada y eficiencia de separación de mezclas como caracterización de la performance como membranas de separación. En este trabajo se hará énfasis en el aporte realizado por cada una de dichas técnicas y cómo, finalmente, la estructura se correlaciona con las propiedades del material. En segundo lugar, se trabajó con un polímero comercial (Politetrafluoroetileno - Teflon) que tiene interesantes propiedades superficiales de hidrofobicidad y triboelectricidad. Esta última hace referencia a la electrificación que el material adquiere al ponerse en contacto con otro. Con esto en mente, se llevó a cabo un estudio que consta de un primer paso donde una gota de agua se electrifica al hacerla rodar sobre la superficie del polímero y un segundo paso donde se mide la carga adquirida. Para determinar la carga, la gota se recoge sobre un sensor que detecta la carga con la que la gota abandona la superficie del Teflon. En los sensores se utilizaron distintos materiales, incluyendo las superficies basadas en los polímeros superhidrofóbicos desarrollados para los estudios con membranas. Se observó un decrecimiento de la electrificación del agua en cuando aumenta la humedad relativa del ambiente, aumenta la fuerza iónica del agua o disminuye su pH. Más aún, se vio que el signo de la carga adquirida está correlacionado con el pH del agua y la electrificación vale cero cuando el pH es igual al pH de carga cero de la superficie. La figura 1 muestra algunos resultados obtenidos. Las mediciones realizadas con este sistema permitieron desarrollar un modelo teórico para este proceso [3] y actualmente se está construyendo, con la empresa LifeSI (Argentina), un equipo con un principio de funcionamiento basado en los estudios previos que permitirá medir el pH de carga cero de un polímero hidrofóbico, sus propiedades triboeléctricas y propiedades del agua utilizada (u otros líquidos).Palabras Clave: hidrofobicidad, superficies, membranas, triboelectricidad, polímeros.