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Síntesis de copolímeros de injerto controlado y su aplicación como agentes acoplantes en nanocompositos
BRENDA ISABEL HERNANDEZ MIRELES
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en tecnología de polímeros
Estudios sobre el mezclado de polímeros han llevado a analizar la posibilidad de acoplamiento entre éstos por medio del uso de agentes compatibilizantes. Se ha encontrado que el uso de estos agentes de acoplamiento provoca efectos importantes en la morfología y por consiguiente en las propiedades finales. Los polímeros funcionalizados pueden ser usados como agentes compatibilizantes. Industrialmente, el uso de la extrusión reactiva ha contribuido a la funcionalización de poliolefinas, pero esta técnica no ofrece un control de la estructura final de los polímeros. El número de grupos funcionales injertados es dificil de controlar por este tipo de polimerizaciones. Además, se sabe que el número y distribución de grupos funcionales injertados en un polímero puede afectar la morfología y sus propiedades. Por todo esto, en este documento se presenta una nueva síntesis de copolímeros de injerto controlado, haciendo uso de la polimerización por radicales libres sumada a la polimerización controlada por nitróxidos (NMP). El objetivo es producir un copolímero que sea capaz de compatibilizar un elastómero con una arcilla modificada. Se lograron realizar injertos de hidroxi-TEMPO en un hule butilo comercial para formar un precursor de polimerización. Dicha reacción se llevó a cabo usando un compuesto tipo nitróxido y un iniciador, la reacción se llevo a cabo en solución. Las condiciones de reacción óptimas fueron identificadas como resultado de la variación de la relación de nitróxido e iniciador. El precursor obtenido fue usado para sintetizar un copolímero de hule butilo con injertos de poliestireno-anhídrido maleico. De igual manera que la reacción anterior, la copolimerización se realizó en solución en tolueno. Los materiales producto de estas reacciones fueron caracterizados por espectroscopia de infrarrojo (FTIR), espectroscopia de resonancia magnética. nuclear (RMN) y análisis de pesos moleculares por cromatografía de permeación en gel (GPC). La reacción de injerción de estireno maleico fue controlada por los grupos nitróxido. Luego de obtener resultados de estas pruebas, se realizó un escalamiento de ambas reacciones para obtener mayores cantidades de copolímero. Los materiales obtenidos fueron caracterizados con las mismas técnicas que los productos anteriores.
Se produjeron nanocompositos con hule butilo comercial y una arcilla modificada (C20A) para probar sus propiedades mecánicas, los copolímeros sintetizados anteriormente se utilizaron como agentes compatibilizantes en estos compositos. Para realizar el estudio de propiedades mecánicas fue necesario vulcanizar los compositos formados. Se analizó la resistencia a la tensión de dichos nanocompositos; se comparó contra la resistencia de un hule butilo vulcanizado pero sin cargas y se observó mejoría en la resistencia a la tensión. Se produjeron nanocompositos con condiciones similares a los compositos anteriores, pero sin agentes vulcanizantes. _ En estos compositos se analizó su dispersión por medio de un microscopio electrónico de transmisión y barrido (STEM). Se observó una mejoría en la dispersión en los compositos que contenían agente compatibilizante comparándolos con los compositos sin agente compatibilizante. Como se considera que la permeabilidad es una de las propiedades más importantes del hule butilo, se realizó un estudio preliminar de pruebas de permeabilidad al 02 para verificar que no se afectara esta propiedad. Los resultados indican que hubo una disminución en la permeabilidad a este gas al usar los agentes compatibilizantes, por lo que se considera que lejos de afectar al composito mejora sus propiedades.
2008
Trabajo de grado, maestría
QUÍMICA
Aparece en las colecciones: Tesis de Maestría

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