Se han estudiado membranas poliméricas conductoras de iones para su uso en pilas de combustible. Sin embargo, las membranas poliméricas disponibles en el mercado presentan algunos inconvenientes. En este trabajo se presenta el estudio del policarbonato modificado químicamente para su uso como membrana conductora de iones, mediante la obtención, caracterización y evaluación de este nuevo material. El uso de nanoarcillas sepiolíticas tuvo como objetivo el aumento de la resistencia mecánica y térmica, que puede verse perjudicada por la sulfonación del polímero. Las membranas fueron evaluadas por FTIR, DSC, TGA, DMA, hinchamiento de agua, absorción de vapor de agua y resistencia a la migración iónica. Los resultados obtenidos muestran la posibilidad de un buen equilibrio entre estructura y propiedades, con el objetivo de un alto rendimiento de las membranas estudiadas.INTRODUCCIÓNLas pilas de combustible basadas en hidrógeno ofrecen ventajas significativas en términos de alta eficiencia y simplicidad en comparación con tecnologías convencionales para la obtención de energía.Las pilas de combustible de membrana conductora de protones (PEMFC) funcionan de la siguiente manera: el hidrógeno utilizado como combustible se oxida en el ánodo, liberando protones y electrones según la Ecuación 1:2H2​→4H++4e−En el cátodo, el oxígeno reacciona con los electrones procedentes del circuito eléctrico y con los protones conducidos por el electrolito, formando agua y liberando calor según la Ecuación 2:​O2​+4e−+4H+→2H2​O​Para que el sistema funcione, es crucial que los electrones y protones sean conducidos por un electrolito, que en el caso de las PEMFC es una membrana polimérica.Las membranas poliméricas utilizadas en las PEMFC deben poseer alta conductividad de protones, ser impermeables a los gases combustibles y tener buena estabilidad química y térmica. La principal preocupación en la durabilidad de las PEMFC se centra en la degradación mecánica, térmica y electroquímica de la membrana polimérica.En este estudio, se investigó el uso de policarbonato (PC) como material para las membranas en PEMFC. En este estudio, se investigó el uso de policarbonato (PC) como material para las membranas en PEMFC. Los policarbonatos, que son una clase de poliésteres, tienen propiedades como elevada estabilidad térmica, tenacidad y resistencia al impacto, transparencia óptica, resistencia al calor, estabilidad dimensional, baja inflamabilidad, baja toxicidad y buenas propiedades eléctricas.

Se eligieron técnicas FT-IR como UATR, PAS y MIC con objetivo ATR, para caracterizar la superficie del caucho EPDM vulcanizado tras el tratamiento con plasma Ar/O2 y N2/H2/Ar, generado en microondas. Tras el tratamiento, se detectaron grupos oxigenados mediante UATR y MIC-FT-IR, con objetivo ATR para las dos mezclas de gases, y se insertaron posibles grupos nitrogenados en la superficie tras el tratamiento con plasma N2/H2/Ar. El análisis MIC/FT-IR sugirió que se formaron grupos, en una capa externa, ya que fue posible observar una reducción en la intensidad de las bandas de absorción CH2 y CH3 para el tratamiento N2/H2/Ar, siendo el nitrógeno menos permeable que el oxígeno. Se utilizaron diferentes velocidades con análisis PAS (0,05cm.s-1 y 0,2cm.s-1) para evaluar la superficie después del tratamiento y sólo para la velocidad de 0,05cm.s-1, en plasma Ar/O2, se detectaron cambios espectroscópicos. La reducción de las mediciones del ángulo de contacto y el aumento de las pruebas de resistencia al pelado indicaron mejoras en las propiedades adhesivas de la superficie. Se observaron fallos de adherencia entre la película adhesiva de PU y las interfaces de caucho EPDM, confirmados por UATR/FT-IR.INTRODUCCIÓNEl caucho EPDM (etileno-propileno-dieno) es un tipo de caucho sintético que ha experimentado un rápido crecimiento en el mercado y se puede utilizar en diversos sectores, como modificador termoplástico, aislante eléctrico, aislante acústico, entre otros, debido a su cadena hidrocarbonada saturada y la presencia de dobles enlaces en la cadena lateral.El caucho EPDM muestra propiedades a granel superiores en comparación con las propiedades superficiales, lo cual es común entre los materiales poliméricos y generalmente no confiere excelentes propiedades en ambas áreas para aplicaciones específicas. Durante el proceso de vulcanización, las propiedades superficiales tienden a empeorar porque durante la formación de enlaces cruzados, ingredientes como el ácido esteárico, el azufre, entre otros, migran a la superficie y crean una barrera entre el caucho y el adsorbente. Por lo tanto, es necesario modificar la superficie para lograr una buena adhesión.Entre las diversas técnicas citadas en la literatura, el uso de plasma se ha reportado como un proceso eficaz para modificar la superficie del caucho EPDM.

Se presenta un estudio sistemático de la polimerización en estado sólido (PES), relativo a la mezcla extruida en fusión de poli(tereftalato de etileno)/policarbonato (PET/PC catalizado, 80/20 % en peso), en función del intervalo de temperaturas (180-190°C) durante un tiempo fijo (6 h). Los materiales obtenidos se evaluaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría/termogravimetría derivativa (TG/DTG), microscopía óptica (OM) y análisis de viscosidad intrínseca (IV). Tras la SSP, a todas las temperaturas de reacción, las temperaturas de transición vítrea y de cristalización por calentamiento del PET disminuyeron ligeramente, la temperatura de fusión aumentó ligeramente, mientras que el grado de cristalinidad se mantuvo prácticamente invariable. Las curvas DTG indicaban que, como mínimo, permanecían tres fases. Las imágenes de OM revelaron que la morfología está constituida por una matriz de PET y una fase dispersa de PC. En la región interfacial se observó la aparición de estructuras a modo de puentes que unían la matriz y los dominios dispersos. Estos puentes se correlacionaron con el copolímero en bloque PET/PC obtenido durante la mezcla en estado fundido. El IV aumentó para todas las temperaturas de polimerización, debido a la aparición de reacciones de extensión de la cadena de PET: esterificación y transesterificación. Se alcanzó el intervalo de IV para el PET de grado botella.INTRODUCCIÓNLa polimerización en estado sólido (SSP, por sus siglas en inglés) es tradicionalmente una técnica de post-condensación en la que el polímero o su prepolímero aumenta en masa molar a través de reacciones entre grupos reactivos terminales. Puede considerarse una técnica ecológica en comparación con la polimerización interfacial, por ejemplo, porque es un proceso libre de disolventes y no genera residuos tóxicos. También es un proceso relativamente simple ya que se lleva a cabo calentando los reactivos entre las temperaturas de transición vítrea y de fusión del polímero, bajo vacío o en presencia de un gas portador. Como consecuencia, los segmentos de cadena del polímero en fase amorfa se vuelven lo suficientemente móviles como para permitir la reacción entre los grupos terminales del polímero, mientras que los segmentos en fase cristalina tienen una movilidad restringida. El éxito de la SSP depende de la temperatura, el tiempo de reacción, el tamaño de partícula del polímero y el grado de cristalinidad, además del gas portador (o el vacío). Los polímeros de condensación, principalmente poliamidas y poliésteres, son candidatos para la SSP. El polietilentereftalato (PET) y el policarbonato (PC) son poliésteres comerciales con amplias aplicaciones como productos básicos y polímeros de ingeniería.

Las pilas de combustible que utilizan membranas poliméricas conductoras de iones representan una alternativa interesante para sustituir las matrices energéticas convencionales basadas en combustibles fósiles y para generar energía con un impacto medioambiental mínimo. Sin embargo, las membranas poliméricas actualmente disponibles presentan ciertas propiedades intrínsecas que reducen la eficiencia y durabilidad de las pilas construidas, siendo los principales inconvenientes el límite de temperatura de uso (debido a la necesidad de presencia de agua para la conducción iónica) y la susceptibilidad a la degradación mecánica, térmica y química. En este trabajo se pretende obtener, caracterizar y evaluar el rendimiento de membranas poliméricas híbridas basadas en poli(éter imida) (PEI), un polímero con una excelente resistencia mecánica y química, y cuya conductividad protónica es independiente de la presencia de agua, lo que permite su utilización a temperaturas más elevadas. Las membranas poliméricas basadas en poli(éter imida) se modificaron químicamente para aumentar su conductividad iónica. La incorporación de un mineral arcilloso a escala nanométrica tuvo por objeto aumentar la resistencia mecánica y térmica de las membranas obtenidas, condiciones fundamentales para su durabilidad cuando se utilizan en pilas de combustible, así como incrementar sus propiedades de barrera frente a los gases de proceso. Las membranas se evaluaron mediante FTIR, DSC, TGA, DMA, densidad, hinchamiento de agua, transmisión de vapor de agua y resistencia a la migración de iones. Los resultados obtenidos son prometedores, ya que fue posible alterar las propiedades conductoras de la membrana sin pérdidas excesivas de resistencia térmica y mecánica.INTRODUCCIÓNEl uso de combustibles ha atraído una enorme atención no sólo de los grupos de investigación, sino también de gobiernos y organizaciones no gubernamentales. Este interés se debe al problema crónico e inminente del agotamiento de las matrices energéticas basadas en combustibles fósiles. Aliado a este problema, el colosal impacto ambiental sobre todos los ecosistemas terrestres resultante de décadas de uso incontrolado de estos combustibles ha llevado a una situación alarmante en la que la propia sostenibilidad de la calidad de vida de las poblaciones de todo el mundo está en jaque. En este contexto, el gobierno brasileño, a través del Ministerio de Minas y Energía (MME), ha incluido el desarrollo y uso de pilas de combustible basadas en hidrógeno como uno de los objetivos a alcanzar por el Plan Nacional de Energía 2030.Las pilas de combustible basadas en hidrógeno presentan varias ventajas en comparación con las tecnologías convencionales de producción de energía.

La comercialización de explosivos en emulsiones, incluida la dinamita ANFO, provocó un aumento significativo del consumo mundial entre 1960 y 1980, debido al incremento de la seguridad en el transporte y la fabricación. Los tensioactivos utilizados en estas emulsiones son ésteres, amidas o imidas, derivados del poliisobutileno con grupos terminales de anhídrido succínico (PIBSA). En este trabajo se sintetizaron tensioactivos derivados de la reacción de PIBSA con polioxietilenodiaminas y se caracterizaron por espectrometría de infrarrojos y por cromatografía de permeación en gel. Los tensioactivos sintetizados han sido evaluados en cuanto al efecto de sus estructuras en la reducción de la tensión interfacial de emulsiones de agua en aceite y todos fueron capaces de reducir la tensión interfacial de este sistema.INTRODUCCIÓNLos explosivos industriales utilizados en construcción se han desarrollado progresivamente a lo largo de los años, desde la pólvora hasta la dinamita, el nitrato de amonio en productos petrolíferos (ANFO) y emulsiones explosivas a base de agua, incluyendo el último tipo de emulsión de agua en aceite. La comercialización de estos explosivos emulsionables junto con la dinamita ANFO ha provocado un aumento significativo del consumo mundial de explosivos de 1960 a 1980, como consecuencia de la mayor seguridad en el transporte y la preparación de explosivos en forma de emulsión. Sin embargo, estas emulsiones se utilizan sobre todo en minas canalizadas, mientras que su uso en forma de "barritas" aún no está tecnológicamente avanzado. Por lo tanto, es necesario desarrollar una nueva tecnología aplicada a explosivos que se adapte a los distintos sistemas utilizados, así como mejorar comercialmente los parámetros.Los tensioactivos utilizados en estas emulsiones son ésteres amidas e imidas derivadas del anhídrido succínico unido al poliisobutileno (PIB). La configuración de este tipo de estructura, es decir, una molécula con una parte polar y una parte apolar, confiere a la molécula tensioactiva propiedades relevantes. El efecto de estos tensioactivos sobre las propiedades reológicas de las emulsiones se ha demostrado, ya que un aumento de la concentración de tensioactivo provoca una disminución de los parámetros reológicos. Las sustancias de baja masa molar, como los monooleatos, suelen añadirse, como el monooleato de sorbitol, que actúan como co-surfactantes auxiliares de los tensioactivos. La estabilidad de las emulsiones, evaluada mediante un analizador granulométrico, varía según la cabeza polar del tensioactivo, es decir, según la estructura de la micela formada.

La reducción de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en los látex producidos por polimerización en emulsión es una opción viable, pero puede comprometer el rendimiento del látex en algunas situaciones. Se estudiaron diferentes técnicas de reducción de monómeros residuales y concentraciones de COV para comprender el efecto de estas técnicas y concentraciones de COV en las propiedades de aplicación de látex y pinturas. Se produjeron látex de acrilato de estireno/2-etilhexilo funcionalizados con ácido acrílico y acrilamida mediante polimerización en emulsión, seguida de la eliminación de residuos y otros COV con una técnica química o física, o con la combinación de ambas. Se estudió el efecto de diversos parámetros relacionados con las técnicas de reducción de COV, el tipo de iniciador, el agente reductor y la eliminación del nitrógeno con vapor, y se correlacionó con las propiedades de los látex y las pinturas. La combinación de técnicas químicas y físicas resultó más eficaz para reducir los monómeros y COV a látex. Las técnicas empleadas para reducir los COV tuvieron un efecto negativo en las propiedades de uso final de los látex y las pinturas. La resistencia a la abrasión de la película de pintura dependía de la técnica empleada y de la concentración de COV.INTRODUCCIÓNLa polimerización en estado sólido (SSP) es tradicionalmente una técnica de post-condensación en la que el polímero o su prepolímero aumenta su masa molar a través de reacciones entre grupos reactivos terminales. Puede considerarse una técnica respetuosa con el medio ambiente en comparación con la polimerización interfacial, por ejemplo, porque es un proceso sin solventes y no genera residuos tóxicos. También es un proceso relativamente sencillo, ya que se lleva a cabo calentando los reactivos entre las temperaturas de vidrio y de fusión del polímero, bajo vacío o un gas portador. Como consecuencia, los segmentos de cadena del polímero en fase amorfa se vuelven lo suficientemente móviles como para permitir la reacción entre los grupos terminales del polímero, mientras que los segmentos en fase cristalina tienen una movilidad restringida. El éxito de la SSP depende de la temperatura, el tiempo de reacción, el tamaño de partícula del polímero y el grado de cristalinidad, además del gas portador (o vacío). Los polímeros de condensación, principalmente poliamidas y poliésteres, son candidatos para la SSP. El polietileno tereftalato (PET) y el policarbonato (PC) son poliésteres comerciales con amplias aplicaciones como productos básicos y polímeros de ingeniería. Ambos son fáciles de procesar y tienen propiedades térmicas y mecánicas sobresalientes.

En este estudio, el objetivo era producir nanobiocompuestos biodegradables a base de pectina y nanoemulsión de canela que tuvieran propiedades satisfactorias para su aplicación como envase activo. Se describen los procedimientos de preparación e incorporación de estas nanoemulsiones en la matriz polimérica. Los nanocompuestos se analizaron mediante: medidas de espesor, solubilidad, propiedades mecánicas y microscopía electrónica de barrido (SEM). Un análisis subjetivo indicó que el nanocompuesto elaborado con pectina al 2 % p/v y nanoemulsiones preparadas con una velocidad de agitación de 16000 rpm en 2 min era el más adecuado para su aplicación en envases. Los nanocompuestos que contenían nanoemulsiones con nanodropletas más pequeñas presentaron mayor resistencia y elongación, siendo menos solubles. El control de estas propiedades mediante la variación del tamaño medio de la nanoemulsión hace que estos materiales sean potencialmente viables, por ejemplo, para envases activos.INTRODUCCIÓNLa nanotecnología es una aplicación de la nanociencia que está presente en prácticamente todos los sectores científicos. En el ámbito alimentario, la fuerte inversión en envasado ha reforzado la idea de que los productos nanotecnológicos ofrecen ventajas reales a los consumidores. De manera simplificada, podemos decir que la función principal del envase es contener el producto de manera que permita todas las demás operaciones del proceso de distribución, es decir, llevar el producto acabado hasta el cliente final. Además de esta función, el envase del producto sirve para promocionarlo, proporcionar protección y aumentar la eficacia de la distribución.La creciente demanda de los consumidores y los avances en la estabilidad de los sistemas dispersos han hecho posible el desarrollo de materiales como las nanoemulsiones, que además de su estabilidad inherente, presentan un aspecto sensorial agradable y un alto poder de dispersión.Si consideramos todas las fases del diseño, fabricación, uso en productos y eliminación/reciclaje de envases como un sector independiente de los bienes de consumo en Brasil, su importancia se vuelve notable, ya que la facturación de las empresas de este sector en 2011 fue de 43.700 millones de reales. Existen dos métodos para obtener nanoemulsiones: aquellos que emplean baja y alta energía de emulsificación. Se ha demostrado que el aceite esencial de canela aumenta la resistencia del organismo y favorece la buena circulación. Además de tener propiedades antimicrobianas, algunos estudios han demostrado su potencial para estimular los sentidos humanos, mejorando la aceptación del material por parte de las personas.

El objetivo de este trabajo fue la purificación y organofilización a escala piloto de dos tipos de arcilla bentonítica (verde y gris) con surfactante no iónico, y su aplicación en nanocompuestos con matriz de Polipropileno (PP). Las arcillas bentoníticas se purificaron y luego se modificaron orgánicamente con un surfactante no iónico para convertirlas en organófilas, denominándose CPO y VPO respectivamente, y se caracterizaron mediante análisis de tamaño de partícula por difracción láser (AG), análisis químico por fluorescencia de rayos X (EDX), difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia infrarroja (IR). Los resultados de AG y EDX mostraron una reducción significativa de la cantidad de arena y sílice libre en forma de cuarzo, lo que confirma que la arcilla estaba purificada. Los resultados de XRD e IR mostraron que la organofilización a escala piloto de las arcillas fue un éxito. Los compuestos que contenían 3phr de arcilla se caracterizaron por DRX, calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG) y propiedades mecánicas. Los resultados de DRX indicaron que para el sistema PP/E-GMA/CPO se formó un nanocompuesto con una estructura intercalada. En cuanto al sistema PP/E-GMA/VPO, se obtuvo un microcompuesto. Los resultados de DSC indicaron que las arcillas CPO y VPO no afectaron a la temperatura de fusión del PP. Los resultados de TG indicaron que las arcillas CPO y VPO mejoraron la estabilidad térmica del PP. El sistema PP/E-GMA/CPO mostró la mayor estabilidad térmica. Las propiedades mecánicas del PP no mejoraron significativamente con la adición de arcilla y compatibilizante. Sin embargo, no se deterioraron.INTRODUCCIÓNLos nanocompuestos poliméricos ofrecen una serie de ventajas significativas en comparación con los compuestos convencionales. Mientras que los compuestos convencionales requieren entre un 10 y un 50 por ciento en peso de rellenos para obtener propiedades mecánicas y térmicas satisfactorias, los nanocomposites pueden tener propiedades similares o incluso superiores con contenidos de relleno inferiores al 5% en peso, además de tener una menor densidad y ser más procesables.Uno de los métodos más utilizados para obtener nanocompuestos es la intercalación por fusión, ya que permite obtener nanocompuestos poliméricos utilizando procesos convencionales como la extrusión y el moldeo por inyección, sin necesidad de utilizar disolventes. Esto reduce el número de pasos, los riesgos medioambientales y los costes asociados. Entre las cargas más utilizadas en el desarrollo de estos materiales se encuentran las arcillas bentoníticas, que son arcillas compuestas principalmente por minerales arcillosos del grupo de las arcillas, especialmente la montmorillonita.

El poli(hidroxibutirato) - PHB - y el poli(ácido láctico) - PLA - son poliésteres termoplásticos con un enorme potencial para aplicaciones industriales, ya que son totalmente biodegradables y pueden procesarse por los métodos habituales. Sin embargo, debido a sus limitadas propiedades mecánicas, necesitan ser modificados para conseguir mejores prestaciones y llegar a ser industrialmente competitivos. Se evaluaron las propiedades de ambos polímeros y sus mezclas con el fin de investigar su aplicación en la extrusión de películas delgadas, para envases. Las películas delgadas de PHB/PLA se produjeron mediante técnicas de extrusión y soplado. Para permitir un proceso de producción industrial, la preparación de la mezcla de polímeros debería modificarse para disminuir su alta adherencia durante el procesado.INTRODUCCIÓNSegún la norma terminológica de la American Society for Testing and Materials ASTM D-883, los polímeros biodegradables se definen como plásticos degradables cuya descomposición es el resultado de la acción de microorganismos naturales como bacterias, hongos y algas. Inicialmente, estos materiales fueron desarrollados para su uso en el campo quirúrgico y médico en general, donde se necesitan propiedades como la compatibilidad orgánica, la disolución dentro del cuerpo u organismo, la capacidad de absorción, así como propiedades mecánicas adecuadas que permitan el uso de estos materiales como refuerzo o complemento de estructuras orgánicas ausentes, hilos de sutura o envases de medicamentos (pastillas). El reconocimiento de que estas propiedades podían aplicarse en áreas tan diversas como el envasado, los textiles y las pinturas, dio lugar a un aumento significativo en los estudios tecnológicos de este tipo de materiales, lo que llevó a importantes avances gracias al descubrimiento de nuevos materiales, la identificación de procesos de degradación y nuevos métodos de preparación.Los principales polímeros biodegradables son los derivados del almidón y los poliésteres basados en ácidos. Los productos derivados del almidón son atractivos debido a su bajo coste, mientras que los poliésteres son interesantes porque pueden producirse mediante fermentación o vías sintéticas accesibles. Entre los poliésteres biodegradables conocidos se encuentran el poli(hidroxibutirato) (PHB) y el poli(ácido láctico) (PLA).El PHB es un polímero ópticamente activo de D(-) 3-hidroxibutírico. Se produce a gran escala mediante un proceso de fermentación bacteriana donde bacterias como Alcaligenes eutrophus pueden producir hasta un 90 por ciento de su peso seco de PHB, con una cristalinidad superior al 80 por ciento y una masa molar de alrededor de 400.000 g/mol.

Este manuscrito describe el desarrollo de un sensor potenciométrico desechable sensible y selectivo basado en películas de polipirrol dopado (PPy) para la determinación de iones fluoruro. Los iones fluoruro se incorporaron en la matriz de PPy durante la polimerización electroquímica en condiciones galvanostáticas sobre un electrodo compuesto de etileno vinil acetato y carbono negro. Los parámetros experimentales implicados en la preparación de la película de PPy, como las densidades de corriente eléctrica, la carga eléctrica, el pH y la concentración de electrolito, se optimizaron para maximizar la respuesta potenciométrica. La respuesta del sensor para iones fluoruro fue lineal en el rango de concentración de 1,00 × 10-5 a 1,08 × 10-2 mol L-1, con una pendiente de ~40 mV/pF, y fue suficientemente estable para varias determinaciones. El método se aplicó con éxito en la determinación de iones fluoruro en muestras comerciales farmacéuticas. Los resultados demostraron que el sensor propuesto puede utilizarse como una interesante alternativa a los métodos analíticos tradicionales para iones fluoruro.INTRODUCCIÓNEl desarrollo de sensores electroquímicos ha sido ampliamente explorado en los últimos años debido a las características de estos dispositivos, como sus bajos límites de detección, alta selectividad y estabilidad. Entre las diversas respuestas de los sensores electroquímicos, destacan los sensores potenciométricos por su sencillez operativa y bajo coste, especialmente los electrodos de membrana selectivos de iones (ISE), que permiten la determinación de una amplia gama de analitos con alta selectividad, bajos límites de detección y pocos efectos de interferencia de la matriz.El uso de polímeros conductores como el polipirrol (PPy) para la fabricación de ISEs ha destacado por sus características como alta conductividad, estabilidad química, síntesis relativamente sencilla y la posibilidad de ser utilizados en diversos disolventes. Un aspecto interesante en la síntesis del polipirrol es que, en su forma oxidada, incorpora aniones como contraiones para mantener la electroneutralidad del sistema. La capacidad de incorporación de diferentes aniones en la estructura durante el proceso de polimerización afecta directamente a propiedades como la adhesión, la conductividad, la morfología, la resistencia mecánica y la actividad química, además de conferir selectividad al ion dopante, lo que permite utilizar este material para la construcción de electrodos selectivos de iones para las especies incorporadas. En la literatura existen informes sobre el uso de polipirrol para la determinación de varias especies de interés, como nitrato, cloruro, perclorato, dipirona y sacarina.