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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/172| Incorporación de nanopartículas de ZnO en resinas de ABS: efecto de la concentración de nano-ZnO sobre las propiedades de los nanocompósitos | |
| JESUS HERIBERTO RODRIGUEZ TOBIAS | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología en polímeros | |
| En esta investigación se discute la síntesis de nanocompuestos de ABS/ZnO, obtenidos mediante procesos discontinuos de copolimerización. Uno de los objetivos de la incorporación del nano-ZnO fue proteger al ABS contra la foto-degradación, puesto que éste posee una estructura química proclive a absorber radiación en el intervalo de longitud de onda perteneciente a la radiación UV, la cual tiene efectos adversos en la apariencia y propiedades mecánicas del polímero de ingeniería mencionado, limitando su aplicación en el sector automotriz, el cual es el principal consumidor del ABS. Aunado a la protección UV, se buscó lograr una buena dispersión de las nanopartículas para evitar interferencias negativas de las mismas en la resistencia al impacto.
Las copolimerizaciones se realizaron inicialmente en masa con agitación hasta un tiempo de 160 min (conversión de 14-18%). Posteriormente, se siguió la reacción en masa estática (proceso masa-masa) o suspensión (proceso masa-suspensión). El primer proceso ayudó a analizar el desarrollo morfológico del ABS, la dispersión del nano-ZnO y relacionar ambos parámetros con el desempeño mecánico del material. Por su parte, el proceso de masa-suspensión sirvió para descartar cambios morfológicos debido al proceso de polimerización elegido, puesto que a través de ambos procesos se obtuvieron morfologías tipo salami. Cabe mencionar que la producción de SAN se incrementó ligeramente, mientras que ocurrió una marcada disminución en el peso molecular, en presencia de las nanopartículas, sin embargo no se ahonda en el mecanismo mediante el cual actúan. Además, contrario a lo esperado, dicho incremento en la conversión no provocó adelanto en la inversión de fases, lo cual se adjudica al marcado incremento en la viscosidad del medio reactivo.
En cuanto a las propiedades mecánicas, los nanocompuestos obtenidos mediante masa-suspensión presentaron un mejor desempeño al someterlos a pruebas de impacto Izod en comparación con los ABS derivados del proceso masa-masa, lo cual se adjudicó a un efecto combinado de parámetros morfológicos (grado de injerto, peso molecular y tamaño de partícula elastomérica) y a una dispersión adecuada de nanopartículas de ZnO. Además, comparando únicamente los nanocompuestos obtenidos por masa-suspensión, se logró un aumento del 11% en la resistencia al impacto respecto al ABS sin nanopartículas, con un contenido de 0.05% de ZnO. Por tal motivo, estos materiales se caracterizaron por espectroscopía UV, análisis mecánico-dinámico (DMA), termogravimetría (TGA) y reometría capilar. Por otro lado, a pesar de que la dispersión de las nanopartículas de ZnO en los ABS derivados del proceso masa-suspensión fue apropiada para lograr una mejoría en la resistencia al impacto y que, mediante espectroscopía UV, se evidenció un incremento en la capacidad de bloqueo UV, el análisis micrográfico mostró la presencia de aglomerados, por lo que éstos materiales fueron sometidos a un proceso de extrusión en un extrusor doble husillo. Este experimento condujo a una excelente dispersión de las nanopartículas y a un cambio drástico en la morfología de las partículas elastoméricas. Asimismo, los valores de resistencia al impacto de los ABS extruidos en su mayoría se duplicaron y se conservó la protección UV. Hasta la fecha los reportes de nanocompuestos de ABS/ZnO son escasos, únicamente tres autores han publicado artículos relacionados con este polímero de ingeniería y óxido metálico, sin embargo, los análisis realizados se limitan a la resistencia al impacto y al poder antibacterial de las nanopartículas de ZnO. Por lo tanto, este trabajo de investigación es una valiosa aportación al entendimiento de los efectos de las nanopartículas de ZnO sobre propiedades mecánicas, ópticas, reológicas y térmicas de los nanocompuestos basados en ABS. | |
| 2011 | |
| Tesis de maestría | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
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| Jesus Heriberto Rodriguez Tobias maestria.pdf | 7.29 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |