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Desarrollo de Polihipes Fotocurables a Base de poliacrilatos y Estudio de la Cinética de Fotopolimerización y de sus propiedades Térmicas, Mecánicas y de absorción de Hidrocarburos
JEFFERSON ALBERTO REINOZA DAVILA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en Tecnología de Polímeros
En esta tesis se describe un estudio orientado a la obtención de materiales poliméricos porosos fotopolimerizando emulsiones de alta fase interna (High Internal Phase Emulsions, HIPEs) formuladas a base de acrilatos. El propósito de la obtención de estos polímeros (comúnmente conocidos como poliHIPEs) fue el de utilizarlos como materiales absorbentes selectivos de hidrocarburos. En primera instancia se determinaron las cinéticas de fotopolimerización tanto de los monómeros puros como de los monómeros emulsionados en las HIPEs, con el objetivo de optimizar el proceso de fotocurado de las emulsiones. Posteriormente, los monolitos obtenidos se caracterizaron mediante técnicas de análisis térmico como calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). La morfología y el área superficial de los poliHIPEs se analizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y por medio de pruebas de adsorción de N2 como lo es el método BET (Brunnauer- Emmett-Teller). Así mismo, se determinaron las propiedades de compresión de los materiales, y sus respectivas capacidades de absorción de hidrocarburos ante el hexano, diésel, tolueno y cloroformo. Los resultados mostraron que las HIPEs acrílicas exhiben altas velocidades de fotopolimerización al ser irradiadas con luz de longitudes de onda entre 300 y 450 nm, alcanzando conversiones de hasta 80% en 1 minuto de radiación. Los polímeros obtenidos presentaron la morfología de poros abiertos e interconectados característica de estos materiales, y valores de temperaturas de transición vítrea (Tg) en el intervalo de 2 °C a 83 °C, dependiendo de la proporción entre algunos de los acrilatos utilizados en las formulaciones fotocurables. Considerando la naturaleza de los monómeros de partida, los poliHIPEs obtenidos mostraron buenas propiedades de absorción de los hidrocarburos estudiados, siendo el orden de capacidad de absorción el siguiente: cloroformo > tolueno > hexano > diésel.
El material óptimo, en términos de reusabilidad por su equilibrio rigidez-flexibilidad, se formuló con triacrilato de trimetilol- propano, acrilato de 2-etilhexilo y acrilato de isobornilo en una proporción molar de 1:0.9:2.1 para la absorción de tolueno y cloroformo, los cuales absorbieron cerca de 750 y 370% en peso del polímero respectivamente, mientras que para la absorción de diésel y hexano el mejor material fue el compuesto de triacrilato de trimetilol-propano y acrilato de 2-etilhexilo, presentando absorciones de 265 y 330 % en peso respectivamente.
2021
Tesis de doctorado
QUÍMICA
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