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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/734| Materiales poliméricos con nanopartículas de TiO2 y ZrO2 modificadas superficialmente, con propiedades antibioincrustantes | |
| Guadalupe Tellez Barrios | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| En el presente proyecto de investigación se realizó la modificación y caracterización superficial de las NPs de TiO2 y ZrO2 con dos ácidos orgánicos de origen natural y renovables, tales como: ácido láctico (AL) y ácido esteárico (AE), que contienen grupos funcionales del tipo ácido carboxílico. Para su posterior incorporación en resinas acrílicas comerciales y elaboración de recubrimientos poliméricos con propiedades antimicrobianas para la aplicación y protección de aceros utilizados en ambientes marinos. La formulación de los recubrimientos poliméricos con la incorporación de las NPs de TiO2 y ZrO2 modificadas y sin modificar se logró con éxito. Ninguna NPs presentó una fuerte aglomeración que favoreciera la floculación de las mismas en la resina acrílica, las concentraciones empleadas de las NPs fueron de: 1, 2 y 4 % en peso. Para la optimización de las NPs, se realizó un estudio donde se determinó las mejores condiciones de dispersión para las NPs mediante ultrasonido empleando como surfactante el tergitol.
En la primera etapa se realizó la modificación superficial de las NPs de TiO2 y ZrO2 empleando como fuente de energía un ultrasonido de frecuencia fija con sonda ultrasónica catenoidal, acoplada a un generador ultrasónico casero con una potencia de salida de 750 W, amplitud de onda del 50 %, a una frecuencia de 20 kHz, la sonicación se realizó a diferentes tiempos de reacción (30, 45, 60 y 120 min). En primera instancia se prepararon una serie de mezclas, conteniendo 0.5 g de NPs (de TiO2 y otras de ZrO2) y agua destilada. Todas las mezclas resultantes fueron calentadas a una temperatura de 80 °C, seguidas de la adición respectiva y por separado de los ácidos orgánicos AE y AL, manteniendo el tratamiento térmico durante 5 min; para posteriormente iniciar con el tratamiento de ultrasonido con los diferentes tiempos de reacción.
Luego, en la segunda etapa se realizó la formulación de los recubrimientos nanoestructurados, donde las NPs de TiO2 y ZrO2 modificadas fueron dispersadas previamente antes de su incorporación a la resina acrílica. La dispersión se realizó en agua destilada durante 30 min, empleando un baño de ultrasonido y 60 % de amplitud de onda del equipo. La solución acuosa con las NPs dispersas se mezcló con la pintura acrílica comercial, hasta obtener una integración homogénea mediante agitación mecánica. Se prepararon tres formulaciones conteniendo 1, 2 y 4 % en peso de NPs con respecto al recubrimiento. También, se evaluó la estabilidad de los recubrimientos nanoestructurados realizando la medición del potencial zeta de las formulaciones. La tercera etapa de la investigación consistió en la aplicación de los diferentes recubrimientos nanoestructurados formulados en diferentes tipos de sustratos como: el acero inoxidable y sustratos cerámicos. En esta etapa fueron evaluadas las propiedades mecánicas y antimicrobianas de los recubrimientos. La propiedad de adherencia de los recubrimientos se evaluó bajo los parámetros descritos en la norma ASTM D3359, obteniendo como resultado una calificación de 5B, que dentro de las especificaciones de la norma se refiere al más alto valor de adhesión. En cuanto a las propiedades antibacterianas de las NPs modificadas de TiO2 y ZrO2, se evaluó la concentración bactericida mínima (CBM) de las mismas contra bacterias Gram negativas y Gram positivas de las cepas bacterianas Escherichia coli y Staphylococus aureus, la evaluación de la AA se realizó de acorde a la norma ASTM E2149-01. Los resultados obtenidos de la AA de las NPs modificadas demostraron una mayor efectividad contra la bacteria S. aureus. | |
| 2023-08 | |
| Tesis de maestría | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
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