Please use this identifier to cite or link to this item: http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/532
Síntesis y caracterización de nanocompósitos magnéticos de espuma de poliuretano
ALMA CAMARA HINOJOSA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en tecnología de polímeros
En este trabajo se reporta la elaboración de nanocompósitos magnéticos a partir de espumas de poliuretano, por medio del método de one-shot, cargadas in-situ con nanopartículas de óxidos de hierro, obtenidas a partir de diversos métodos de síntesis. Diferentes técnicas de caracterización; tales como: difracción de rayos X, espectroscopia de infrarrojo, magnetometría, microscopía electrónica, análisis termogravimétrico, análisis dinámicomecánico, entre otras; fueron utilizadas para llevar a cabo la evaluación de las propiedades de las nanopartículas y los nanocompósitos. Partículas magnéticas de magnetita (sintetizada por coprecipitación química e hidrólisis oxidativa y comercial con y sin modificación superficial con silano), maguemita (obtenida a partir de magnetita sintetizada por coprecipitación química) y ferrita de cobalto (sintetizada por coprecipitación química) fueron utilizadas para la elaboración de los nanocompósitos. La estabilidad térmica de las espumas de poliuretano mejoró con la incorporación de las nanopartículas, obteniéndose los mejores resultados con las partículas de magnetita obtenida por coprecipitación química e hidrólisis oxidativa. Sin embargo, el uso de estas partículas en el poliol provocó que no se lograra la obtención de poros bien definidos interconectados entre ellos que caracteriza a las espumas flexibles de poliuretano. Por este motivo, se sintetizaron partículas de magnetita a través de un complejo hierrooleato y por la descomposición a alta temperatura de acetilacetonato de hierro [Fe(acac)] utilizando 1,2-hexadecanodiol o 1,2-tetradecanodiol, como agentes reductores. De acuerdo a los resultados obtenidos por espectroscopia de infrarrojo, en las partículas obtenidas con el complejo hierro-oleato y 1,2-hexadecanodiol se observó una segunda fase adicional a la magnetita; mientras que en las sintetizadas con 1,2-tetradecanodiol se obtuvo una fase magnética pura correspondiente a magnetita. Debido a esto, estas últimas partículas fueron utilizadas para la elaboración de los nanocompósitos magnéticos de espumas de poliuretano. La síntesis por descomposición a alta temperatura de acetilacetonato de hierro [Fe(acac)] utilizando 1,2-tetradecanodiol, llevó a la obtención de partículas de magnetita recubiertas
con ácido oleico. Dichas partículas, con un tamaño de 6.7 nm y uniformes en tamaño y morfología, presentaron una magnetización de saturación de 73 emu/g de Fe y un comportamiento consistente con el superparamagnetismo a temperatura ambiente. Por otra parte, con estas partículas, se elaboraron nanocompósitos magnéticos de espuma de poliuretano con concentraciones de 1 al 10 % en peso de magnetita. Los nanocompósitos magnéticos tuvieron una mayor estabilidad térmica que la espuma pura de poliuretano, la cual fue función de la concentración de magnetita presente en el compósito, siendo mayor a concentraciones más altas de magnetita. En cuanto a las propiedades mecánicas de los nanocompósitos, el módulo de almacenamiento aumentó un 29 %, cuando se agregó 1 % en peso de magnetita a los nanocompósitos con respecto al de la espuma pura. Sin embargo, al utilizar concentraciones más altas de magnetita el módulo de almacenamiento de los nanocompósitos fue menor al presentado por la espuma pura de poliuretano. Probablemente, la disminución en el peso molecular se debe a la presencia de agua en las nanopartícula, la cual reacciona con el isocianato disminuyendo la cantidad disponible de isocianato para reaccionar con el poliol. Además, la temperatura de transición vítrea (T) aumentó de -29 ºC (espuma de PU puro) hasta -14.8 ºC (10 % en peso de magnetita) debido a la interacción entre el poliuretano y las nanopartículas de magnetita recubiertas con ácido oleico. La magnetización de saturación de los nanocompósitos dependió directamente de la concentración de magnetita y éstos presentaron el comportamiento superparamagnético típico de las nanopartículas.
2010
Trabajo de grado, doctorado
QUÍMICA
Appears in Collections:Tesis de Doctorado

Upload archives


File SizeFormat 
Alma Camara.pdf4.83 MBAdobe PDFView/Open