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Decomposition Kinetic Study of Nanostructured Composites of Poly (Phenylene Sulfide) Reinforced with Carbon Nanotubes

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

El objetivo de este trabajo es la obtención de compuestos nanoestructurados de poli (sulfuro de fenileno), PPS, reforzados con nanotubos de carbono multipared, MWCNT, mediante la técnica de mezcla en fusión y posterior caracterización de sus propiedades morfológicas y térmicas. Se realizaron análisis de microscopía electrónica de transmisión para evaluar la calidad de la dispersión de MWCNT en toda la matriz de PPS. La termogravimetría muestra un aumento de la temperatura máxima de degradación por la adición del nanorrelleno a la matriz polimérica. Además, se utilizó la modelización Ozawa-Wall-Flynn para determinar los parámetros de degradación. Los resultados mostraron que la temperatura máxima de degradación aumentaba en unos 25 °C cuando se consideraba una concentración muy pequeña de MWCNT (0,5 % en peso), lo que contribuía a mejorar la estabilidad térmica del PPS.INTRODUCCIÓNLos compuestos nanoestructurados han sido objeto de intensa actividad en la última década, con la promesa de tener un impacto significativo en la sociedad moderna. La introducción de nanopartículas en matrices poliméricas con el objetivo de mejorar propiedades específicas ha mostrado avances importantes. Esta nueva clase de materiales avanzados presenta mejoras significativas en las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas, que son difíciles de lograr utilizando refuerzos tradicionales como las fibras de carbono, vidrio y aramida.Entre los refuerzos más adecuados para la obtención de composites nanoestructurados se encuentran los nanotubos de carbono (CNT). Se espera que los CNT tengan propiedades mecánicas como el módulo de elasticidad y resistencia mecánica de 10 a 100 veces superiores a las del acero con solo 1/6 del peso. Además, presentan notables propiedades eléctricas, con una capacidad de transporte de corriente hasta 1000 veces superior a la del cobre. Por lo tanto, los compuestos poliméricos nanoestructurados pueden considerarse en diversos ámbitos de la industria, como la aeronáutica, la automoción y los componentes electrónicos. La adición de CNT puede aportar propiedades térmicas a la matriz, haciéndola útil como conectores, materiales de interfaz térmica y disipadores de calor.El éxito del uso de los CNT en la obtención de compuestos nanoestructurados depende de que el proceso de dispersión del nanorefuerzo en la matriz polimérica se produzca de manera uniforme. Debido a su elevada área superficial y las interacciones de van der Waals, los CNT tienden a formar pequeños aglomerados, lo que dificulta la dispersión del refuerzo en el polímero utilizado. Por lo tanto, la elección del proceso de fabricación de compuestos nanoestructurados es de gran importancia para que el producto final tenga las propiedades físicas deseadas.
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  • Exclusivo BibloRed
Imagen de apoyo de  Chemical, Physical and Mechanical Properties of Particleboard Produced with Amazon Wood Waste - Cumaru (Dipteryx Odorata) - and Castor Oil Based Polyurethane Adhesive

Chemical, Physical and Mechanical Properties of Particleboard Produced with Amazon Wood Waste - Cumaru (Dipteryx Odorata) - and Castor Oil Based Polyurethane Adhesive

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

El procesamiento de los troncos produce una gran cantidad de residuos, aproximadamente el 60% del volumen sólido original. Este material se suele emplear en la generación de energía con la producción de cenizas y hollín, o se deposita de forma inadecuada, causando problemas medioambientales. En este contexto, el presente estudio tiene como objetivo producir y evaluar el comportamiento físico y mecánico de tableros de partículas producidos con residuos del procesamiento de Dipteryx odorata, una especie de madera tropical cuya caracterización química y física también se realizó. La producción de tableros de partículas se basó en un diseño factorial (22 +1), en el que se analizaron las cantidades de residuo y resina. Para el análisis físico y mecánico, se produjeron veinticuatro paneles, utilizando diferentes cantidades de residuos (1000, 1300, 1500 g) y contenido de resina (10, 12,5 y 15%). Se obtuvieron probetas de los paneles para determinar su: densidad; relación de compactación, hinchamiento del espesor y absorción de agua (2 y 24 h); módulo de rotura y módulo de elasticidad en flexión estática; adherencia interna; y arrancamiento de tornillos. Los paneles con 1500g (10 y 15% de resina) fueron los que presentaron los mejores resultados mecánicos, superiores al mínimo especificado por la NBR 14810-3 (2006), confirmando su potencial en la producción de tableros de partículas.INTRODUCCIÓNEl término "residuos de madera" suele asociarse con problemas, ya que su eliminación o utilización adecuada conlleva costos elevados. Sin embargo, conocer la cantidad, calidad y posibilidades de utilización de este material puede generar usos alternativos que hagan viable su manejo.Entre los diversos tipos de especies maderables encontradas en la región amazónica, se puede mencionar el Cumarú (Dipteryx odorata), una madera noble con características distintas a otras especies, como alta resistencia estructural y densidad elevada (0,95 a 1,00 g/cm3). Aunque ampliamente utilizada en la industria maderera, su procesamiento genera una gran cantidad de residuos, alrededor del 60 por ciento, que suelen ser reutilizados para generar electricidad mediante la quema, como se observó durante una visita a la empresa Mil Madeiras Preciosas Ltda., ubicada en el municipio de Itacoatiara, Km 227 de la autopista Manaus - Itacoatiara, Amazonas. No obstante, existen alternativas para reutilizar los residuos descartados durante el procesamiento mecánico, como utilizarlos para fabricar paneles aglomerados mediante el método de prensado.
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Imagen de apoyo de  Starch- and lignosulfonate-based polymeric films: preparation, properties and biodegradation evaluation

Starch- and lignosulfonate-based polymeric films: preparation, properties and biodegradation evaluation

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Obtuvimos películas poliméricas a partir de almidón de maíz con incorporación de lignina como lignosulfonato. La motivación es el uso del almidón en la obtención de películas, debido a su potencial de biodegradación, y el aprovechamiento de residuos de lignosulfonato procedentes de la industria de la pasta y el papel. Para la obtención de películas de lignosulfonatos se utilizaron diversos polvos de lignosulfonato, variando el tipo y la proporción (1% a 4%). Se realizaron análisis de las películas poliméricas para comparar las propiedades térmicas mediante Calorimetría Diferencial de Barrido, y las propiedades de tracción en Análisis Térmico Dinámico Mecánico, DMTA. Destacamos los análisis de biodegradación y emisión de gases mediante cromatografía de gases. Según los resultados del DMTA, la mayoría de las películas poliméricas que contenían lignosulfonatos mostraron una menor resistencia a la tracción en comparación con las películas poliméricas sin lignosulfonatos (1,024 MPa). Sin embargo, las películas que contenían lignosulfonato modificado con sodio (Vixil S) mostraron una mayor resistencia a la tracción en comparación con otras películas que contenían lignosulfonatos (Vixil I y Vixil Tan). Con cierto desplazamiento de las principales temperaturas máximas de pico para las películas que contenían lignosulfonato (4% Vixil S), se observaron similitudes en el análisis térmico entre los dos tipos principales de películas poliméricas (almidón y almidón con lignosulfonato). Todos los materiales son biodegradables, pero se observaron mayores emisiones de CO2 y N2O en las muestras de las películas que contenían lignosulfonato del tipo Vixil S al 4%, en comparación con las muestras sin lignosulfonato.INTRODUCCIÓNDurante muchos años, los plásticos derivados de materias primas han sido ampliamente utilizados en diversos sectores de la industria y el comercio debido a su versatilidad y precio, lo que los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones.Sin embargo, en los últimos años, ha crecido la preocupación por el medio ambiente, ya que los materiales poliméricos convencionales tienden a degradarse muy lentamente de forma natural. Además, al ser de origen no renovable, su eliminación genera residuos y su reciclaje suele requerir grandes cantidades de energía térmica. La contaminación ambiental causada por la disposición incontrolada de polímeros es una preocupación mundial significativa, dado que algunos pueden tardar más de 100 años en descomponerse por completo, ya que son resistentes al ataque de microorganismos, radiación, calor, agua y oxidación.
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Polymerization of Acrylamide Hydrogels in Aqueous Ethanol

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

La polimerización de la acrilamida se realizó en soluciones acuosas de etanol, variando la concentración de etanol en la solución; obteniéndose tanto nanogeles como macrogeles. Se comprobó la capacidad de absorción de agua de los macrogeles; obteniéndose materiales con una capacidad de absorción de 40 a 90 g de agua por gramo de xerogel y el tamaño de partícula de los nanogeles se encuentra en valores que oscilan entre 71 nm y 463 nm.INTRODUCCIÓNEl aumento en la capacidad de absorción de agua en los hidrogeles ha sido objeto de estudio en los últimos años. Estos materiales son redes poliméricas que se hinchan considerablemente en presencia de agua y mantienen su forma hasta alcanzar un equilibrio fisicoquímico. El carácter hidrófilo de los hidrogeles se debe a la presencia de grupos compatibles con el agua, como -OH, -COOH, -CONH2, -SO3H. En estado deshidratado, un hidrogel se llama xerogel y tiene una estructura cristalina.Las propiedades de los hidrogeles permiten su uso en diversos campos. Entre estas propiedades, la temperatura de transición de volumen de fase (TTPV) ha recibido mucha atención desde su descubrimiento. El estudio de esta transición de volumen de fase fue iniciado por la predicción teórica de Dusek y Patterson, quienes sugirieron la posibilidad del cambio discontinuo de volumen de un gel (TTPV) basándose en la analogía de la transición de ovillo-glóbulo de polímeros en solución.La transición de fase en volumen fue descubierta experimentalmente por Tanaka en 1978 en un gel de poliacrilamida parcialmente ionizado en una mezcla de acetona-agua. Esta transición se observó al cambiar la composición del solvente, la temperatura, la concentración de iones, el pH o el campo eléctrico. La capacidad de absorción de los hidrogeles depende de las características químicas y físicas de los monómeros utilizados en su síntesis.Para aumentar la capacidad de absorción de agua, se pueden crear suficientes huecos dentro de la red polimérica para permitir la presencia de agua no asociada. Esto se puede lograr sintetizando hidrogeles no homogéneos que tengan una mayor capacidad de absorber agua. En el pasado, se han sintetizado hidrogeles con estas características mediante la adición de partículas nanométricas sintetizadas mediante reacción de polimerización en emulsión o microemulsión. También se han desarrollado hidrogeles macroporosos mediante la adición de componentes que se gasifican o descomponen en sustancias gaseosas inertes durante la reacción de polimerización.La búsqueda de sintetizar hidrogeles macroporosos que incrementen su capacidad de absorber agua sin necesidad de aditamentos que aumenten los procesos de purificación o contaminación es un campo de interés en desarrollo. Esto contribuiría a reducir los costos de producción y la generación de residuos contaminantes.
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Imagen de apoyo de  Influence of Hydroxypropyl Cellulose on Molecular Relaxations of Epoxy-amine Networks

Influence of Hydroxypropyl Cellulose on Molecular Relaxations of Epoxy-amine Networks

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Se realizó un estudio de análisis mecánico dinámico (DMTA) de redes epoxi-amina reticuladas en presencia de bajos contenidos de hidroxipropilcelulosa (HPC). La resina epoxi elegida fue diglicidiléter de bisfenol-A (DGEBA) y el reticulante fue 4,4-diaminodifenilmetano (DDM). En la región vítrea se detectaron bien las relajaciones primarias (α) y secundarias (β, γ) originadas por los componentes epoxi y HPC. Se pudieron detectar dos relajaciones primarias de los sistemas epoxi puro y epoxi/HPC, denominadas αepoxi y α epoxi, que muestran un comportamiento vítreo particular para los sistemas estudiados en comparación con los sistemas curados a granel. La temperatura de relajación principal Tα (en el pico de relajación αepoxi) de los sistemas epoxi aumentó ligeramente con la adición de HPC. La energía de activación para esta transición (Tα) de las redes epoxi-amina se determinó tanto a partir de tan δ como de las temperaturas pico para el módulo de pérdida medido a varias frecuencias. La energía de activación de la relajación αepoxi determinada a partir del módulo de pérdida fue más fiable que la basada en tan δ. La adición de HPC redujo la energía de activación de esta relajación αepoxi.INTRODUCCIÓNEn los últimos años ha habido un creciente interés en el desarrollo de nuevas aplicaciones de materiales obtenidos a partir de fuentes renovables. Se ha demostrado, por ejemplo, que se pueden obtener termoestables mediante la curación de resinas epoxi producidas por la epoxidación de aceites vegetales【1,2】. Otro ejemplo son los materiales celulósicos, ya que la celulosa es el polímero orgánico más abundante en el planeta y recientemente se ha utilizado en sistemas epoxi rellenos de fibras de nano y microcelulosa【3】. En una publicación anterior【4】, estudiamos el papel de la hidroxipropil celulosa (HPC), un éter de celulosa, dentro de una matriz epoxi durante el proceso de formación de la red epoxi mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). Al comienzo de la reacción, concluimos que la HPC en la matriz epoxi actúa como un acelerador-catalizador, resultando en un factor de aceleración de aproximadamente 30%. Más allá de la temperatura mínima (T_{ ext{min}}) ? que se define como la temperatura correspondiente al punto mínimo mostrado por los picos exotérmicos durante la reacción de curado de un sistema epoxi medido por DSC ? los comportamientos de la constante de velocidad (k) y el factor de frecuencia (A) indican que el proceso de reticulación se vuelve más lento con la HPC actuando como inhibidor de la reacción.
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Imagen de apoyo de  Influence of Compatibilizer on Blends Degradation During Processing

Influence of Compatibilizer on Blends Degradation During Processing

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Se estudió la degradación termomecánica de mezclas hechas de polipropileno y poliestireno, con o sin compatibilizador, utilizando un mezclador interno acoplado a un reómetro de torsión. Las mezclas procesadas sin compatibilizador presentaron resultados regulares y esperados en cuanto a la reducción del par, con evidencias de escisión de la cadena. Las mezclas procesadas con el copolímero en bloque de estireno y butadieno, SBS, como compatibilizante presentaron una variación sin cambios o menos reducida de los valores de par durante el procesamiento. La extracción de estabilizantes del compatibilizador antes del procesado no afectó a los resultados. Se varió la concentración de compatibilizante en las mezclas, observándose todavía su influencia en concentraciones tan bajas como 0,03 partes por cien. Se obtuvieron resultados similares en un experimento en el que se comparó el rendimiento de un antioxidante comercial primario, Irganox 1076, y el compatibilizador SBS. Por lo tanto, el compatibilizador puede considerarse un agente auxiliar del procesado con influencia positiva para evitar la degradación termomecánica.INTRODUCCIÓNLa degradación termomecánica de mezclas de polímeros ha sido estudiada en las últimas tres décadas【1-7】, sin embargo, una gran cantidad de temas de investigación permanecen intactos debido a la variedad de interacciones que pueden ocurrir entre los componentes de la mezcla. Estas interacciones pueden generar antagonismo o sinergia entre los mecanismos de degradación, dependiendo de la composición【8-11】, el tipo de degradación【12,13】 o la miscibilidad de la mezcla【14-17】. Las interacciones entre los dominios de la mezcla pueden ocurrir con diferentes proporciones entre dos extremos: especies pro-degradantes generadas en un dominio que migran a otro dominio, con cambios en la cinética de degradación, y con los diferentes dominios degradándose de manera independiente, sin variación en la cinética de degradación de los componentes de la mezcla【18】.Durante el procesamiento por fusión, el material polimérico se calienta y se somete a cizallamiento para producir un flujo adecuado. En este punto, la cadena polimérica disipa las fuerzas de cizallamiento mecánico mediante procesos de relajación, comunes en materiales viscoelásticos. Cuando un proceso de relajación es obstruido por la viscosidad del material, por entrelazamientos o por reticulación, los enlaces químicos covalentes pueden romperse. Cuanto mayor sea el tiempo necesario para que ocurran los procesos de relajación, mayor será la probabilidad de romper enlaces en la cadena polimérica bajo estas condiciones【19,20】.
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  • Exclusivo BibloRed
Imagen de apoyo de  Reverse Logistics for Post-Consumer Tires in Brazil

Reverse Logistics for Post-Consumer Tires in Brazil

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Después de la resolución 258/99 del CONAMA (Consejo Nacional del Medio Ambiente), hubo una mejora significativa en el reciclaje de neumáticos en Brasil, con el desarrollo de tecnologías de reutilización, reciclaje y valorización energética. En 2009, la resolución CONAMA 416/09 cambió la fórmula de cálculo del reciclaje de neumáticos, para ser vendidos en el mercado de reposición. El objetivo principal de este trabajo es presentar la logística inversa de neumáticos usados en Brasil y compararla con los sistemas ya implementados en Japón, Europa y EE.UU.. De 1999 a 2010, se reciclaron 2,44 millones de toneladas, correspondientes a 487,6 millones de neumáticos de automoción.INTRODUCCIÓNEl rápido desarrollo tecnológico, el crecimiento demográfico y la demanda de nuevas tecnologías con ciclos de vida de los productos más cortos han contribuido a un aumento de la eliminación de residuos. Como consecuencia, hay un aumento del volumen de residuos que van a parar a los vertederos, el consumo de recursos naturales, energía, contaminación del aire, las aguas superficiales y subterráneas, el aumento de los costes derivados del proceso de recogida y eliminación de residuos y el agotamiento de los vertederos cercanos a los puntos de generación de residuos. Con el aumento de la concienciación pública sobre la preservación del medio ambiente y la salud pública, las políticas federales, estatales y municipales, además del cambio de actitud de las empresas hacia el diseño de productos y su preocupación por su eliminación final, se ha propuesto regular los residuos sólidos en Brasil.Una propuesta para regular los residuos sólidos en Brasil comenzó en 1999. La Política Nacional de Residuos Sólidos (PNRS) llevó a un cambio de postura de la CONAMA en relación a la normalización en el área de residuos. En 1998, la CONAMA comenzó a trabajar en la regulación de los siguientes residuos: neumáticos, pilas, servicios sanitarios, servicios de construcción civil, importaciones y exportaciones, bombillas, lámparas, rellenos sanitarios, entre otros.Con la aprobación del PNRS el 2 de agosto de 2010, fabricantes, distribuidores, importadores y comerciantes de pesticidas, baterías, neumáticos, aceites lubricantes, fluorescentes, vapores de sodio y mercurio y mezclas de luz, productos electrónicos y sus componentes están obligados a desarrollar un sistema de logística inversa para la devolución de productos y envases al final de su vida útil, que sea independiente del servicio público de limpieza urbana. También estipula que la gestión de residuos es responsabilidad de todos: el gobierno federal, los estados, los municipios, las empresas y la sociedad.
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Imagen de apoyo de  Polypropylene/Polystyrene Blend: An Example of the Processing-Structure-Property Relationship in the Education of Polymers

Polypropylene/Polystyrene Blend: An Example of the Processing-Structure-Property Relationship in the Education of Polymers

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Las mezclas de polímeros siguen siendo un importante tema de investigación en diferentes ámbitos, a pesar de los innumerables estudios realizados a lo largo de los años. En particular, las mezclas de polipropileno y poliestireno están entre las más estudiadas, principalmente debido a su bajo costo y relevancia tecnológica. En este trabajo, los alumnos matriculados en la disciplina Procesamiento de Polímeros I (PG24) del Programa de Posgrado en Ciencia de Materiales (PGCIMATUFRGS) produjeron mezclas de polipropileno y poliestireno, donde todos los pasos de procesamiento de polímeros fueron realizados durante las clases de laboratorio. Luego, cada alumno emprendió un procedimiento de caracterización con una técnica específica, que incluyó la preparación de las muestras, el análisis propiamente dicho y la discusión de los resultados. Posteriormente, se confrontaron los resultados en el aula, donde se buscaron las correlaciones. Por último, todos los alumnos revisaron el artículo, incluyendo sugerencias y críticas. Como se esperaba, la mezcla de poliestireno y polipropileno formaba una mezcla inmiscible. Además, el procesado afectó a las características de los polímeros, provocando una reducción del peso molecular y, en consecuencia, un descenso de sus propiedades físicas. En las mezclas de PP/PS, la separación de fases produjo dominios de PS de tamaño micrométrico y baja adhesión a la matriz de PP, lo que explica la pérdida de propiedades mecánicas.INTRODUCCIÓNA pesar de su largo estudio, las mezclas de polímeros siguen siendo objeto de investigación en diferentes áreas. En este ámbito, la mezcla de polipropileno y poliestireno es una de las más estudiadas debido principalmente al bajo coste de estos materiales. Por otro lado, la comprensión de las relaciones estructura-propiedades en mezclas poliméricas de sistemas conocidos puede utilizarse, y a menudo se utiliza, para explicar el comportamiento observado en sistemas poliméricos más complejos. En este contexto, la enseñanza de los conceptos fundamentales de los polímeros, incluida su mezcla, es extremadamente importante.En este trabajo, los estudiantes del curso Procesado de Polímeros I (PG24) del Programa de Postgrado en Ciencia de Materiales (PGCIMAT) llevaron a cabo en clase todo el procesamiento de polímeros (polipropileno y poliestireno) y las mezclas poliméricas de estos materiales. Después, cada alumno se encargó de llevar a cabo un tipo de caracterización que incluía la preparación de las muestras, su análisis y la discusión de los resultados de este análisis. Posteriormente, los resultados se compararon en clase, donde se buscaron correlaciones.
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Polypropylene/Polystyrene Blend: An Example of the Processing-Structure-Property Relationship in the Education of Polymers

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Imagen de apoyo de  Effect of Montmorillonite and Cellulose II Hybridization on Mechanical Properties of Natural Rubber Nanocomposites

Effect of Montmorillonite and Cellulose II Hybridization on Mechanical Properties of Natural Rubber Nanocomposites

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Se obtuvieron nanocompuestos híbridos de caucho natural (NR), arcilla (MMT) y celulosa II (CEL II) con látex elastomérico, xantato de celulosa y suspensión acuosa de la arcilla. El contenido de MMT varió de 1 a 5 phr (por cien de resina) mientras que la celulosa II se mantuvo en 15 phr. La formación de nanocompuestos a partir de la coagulación del látex de caucho natural y la suspensión acuosa de MMT, en presencia y ausencia de xantato de celulosa, se confirmó mediante microscopía electrónica de transmisión (MET), demostrando así la eficacia de la técnica empleada. Además de la investigación por TEM, se estudiaron todas las composiciones con mediciones de la viscosidad de Mooney y de las propiedades mecánicas y de relajación. La adición de MMT mejoró las propiedades mecánicas, provocando un aumento de la viscosidad de Mooney y una reducción de la capacidad de relajación, lo que indica una buena interacción entre el MMT y el sistema NR/CEL II.INTRODUCCIÓNEl caucho natural es un polímero con propiedades que no se reproducen técnicamente en los elastómeros sintéticos. Es fácil de recuperar rápidamente tras el cese de la deformación, su capacidad para soportar la aplicación de altos niveles de carga debido a su elasticidad, alta resistencia a la abrasión y al impacto y alta resistencia a los choques térmicos hacen del caucho natural un elastómero con un comportamiento peculiar, que además es de gran demanda industrial y comercial, donde los neumáticos son los principales representantes comerciales. Las cargas se añaden a la matriz elastomérica para promover el refuerzo, siendo el negro de humo y la sílice los más utilizados comercialmente. Con la llegada de la nanotecnología, la incorporación de otras sustancias ha permitido mejorar propiedades de las matrices poliméricas. Debido al tamaño nanométrico de las partículas de relleno dispersas en las matrices, los nanocomposites desarrollan comportamientos particulares y altas propiedades en comparación con compuestos tradicionales. El tamaño máximo de las partículas presentes en los materiales nanoestructurados es de 100 nm. Esto permite incorporar nanorrellenos en cantidades relativamente pequeñas para obtener un buen rendimiento estructural. La adición de rellenos inorgánicos de refuerzo al sistema polimérico da lugar a la formación de composites híbridos. El término híbrido proviene del griego hybris, que significa mezcla o asociación de especies o sustancias diferentes. El uso de minerales de arcilla como relleno de refuerzo para formar compuestos híbridos tiene ventajas como una alta resistencia química y mecánica y estabilidad térmica. En este tipo de material híbrido, propiedades como alta resistencia mecánica y dureza, y menor permeabilidad se consiguen utilizando una menor cantidad de material inorgánico que en los compuestos poliméricos convencionales con relleno.
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Monitoring the Degradation of Polyamide 11 (PA-11) via Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

Por: Sebastião V. Canevarolo Jr. | Fecha: 2024

Se evaluó el potencial de la espectroscopia infrarroja con la técnica de reflexión total atenuada (FTIR-ATR) para monitorizar la degradación de la poliamida 11, PA-11, aplicada en tuberías flexibles. Las muestras se sometieron a envejecimiento en reactores con presión y atmósfera controladas. Las muestras se sumergieron en agua desionizada, pH 7, a temperaturas de 110, 120 y 140 °C durante un periodo de hasta 50 días. La técnica típica recomendada para controlar la degradación de la PA-11 es la viscometría a partir de la viscosidad inherente corregida (VIC) y las mediciones termogravimétricas (TGA). Los resultados de TGA y VIC permitieron el uso de modelos quimiométricos que pueden relacionarse con los espectros FTIR-ATR, con asignación de una banda a la fase amorfa (1161 cm-1) de la PA-11. El modelo quimiométrico generado a partir de los datos PLS resultó satisfactorio para predecir el envejecimiento de la PA-11. Por lo tanto, FTIR-ATR puede utilizarse como una nueva metodología analítica para monitorizar la degradación de PA-11, eliminando así el uso de disolventes orgánicos tóxicos y reduciendo el tiempo requerido para el análisis.INTRODUCCIÓNLas tuberías flexibles son estructuras esenciales para transportar petróleo entre el pozo en el fondo del océano y las plataformas flotantes de producción. Son capaces de realizar grandes desplazamientos en este sistema. Tienen ventaja sobre las tuberías rígidas de acero, ya que se fabrican en grandes longitudes y se almacenan en carretes, lo que facilita su transporte e instalación. Estas líneas flexibles son multicapa, formadas por acero y polímeros superpuestos o concéntricos, dispuestos en una disposición helicoidal que proporciona una gran flexibilidad.El número de líneas flexibles instaladas en los últimos años en la producción de petróleo en alta mar ha ido creciendo debido al descubrimiento de nuevas reservas de petróleo (la reserva del pre-sal, por ejemplo) y, como consecuencia, la evaluación de la influencia de los factores medioambientales en las propiedades de estos materiales está cobrando importancia.En la década de 1970, la poliamida 11, o PA-11, fue el material seleccionado para su uso como capa interior de tuberías flexibles en la industria petrolera. La elevada proporción de hidrocarburos en relación con el grupo amida (-(CH2)10CONH-), hace que la PA-11 tenga excelentes propiedades mecánicas (alta resistencia a la fatiga, bajo coeficiente de fricción) y una buena resistencia química, lo que hace que este termoplástico semicristalino actúe como material de barrera durante el transporte de mezclas de gas, agua y aceite. El PA-11 se prepara comercialmente mediante una reacción del monómero ácido ω-aminoundecanoico.
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