En este trabajo se obtuvieron compuestos poliméricos a partir de partículas de madera de eucalipto y polietileno de baja densidad reciclado (LDPE reciclado). El PE funcionalizado con anhídrido maleico (PE-g-MA) se utilizó como agente compatibilizador para proporcionar una mejor adhesión entre la matriz y la fase dispersa. Las propiedades mecánicas de tracción y flexión se determinaron de acuerdo con los procedimientos de la American Society for Testing and Materials (ASTM). Los resultados mostraron que el PE-g-MA como agente compatibilizador aumentó las propiedades mecánicas, en relación con los compuestos que contenían partículas sin tratamiento. Sin embargo, las propiedades mecánicas de tracción de estos compuestos poliméricos se redujeron tras un largo tiempo de inmersión en agua.INTRODUCCIÓNLos polímeros sintéticos y los polímeros naturales modificados han contribuido en gran medida a la contaminación ambiental, especialmente cuando se trata de los daños causados por los residuos urbanos. Por eso, en lugar de desarrollar un nuevo polímero que puede o no tener las propiedades deseadas, la investigación y el desarrollo se han centrado en modificar los polímeros existentes, dando lugar a compuestos poliméricos, mediante la incorporación de cargas. La producción de compuestos de madera y plástico o WPC (compuestos de madera y plástico) se conoce desde hace muchos años. Históricamente, la mayoría de estos compuestos han utilizado polvo de madera como relleno para los plásticos. El polvo de madera reduce el coste, pero no mejora necesariamente las propiedades de estos materiales. Más recientemente, el uso de fibras naturales para reforzar los materiales termoplásticos ha despertado un gran interés. La principal preocupación a la hora de obtener verdaderos refuerzos mediante la incorporación de fibras de madera radica en la incompatibilidad inherente entre las fibras hidrófilas y los polímeros hidrófobos, lo que da lugar a una adhesión deficiente y, en consecuencia, a una escasa capacidad para transferir la tensión de la matriz a la fibra de refuerzo.La preparación de estos compuestos poliméricos con madera requiere una buena compatibilización en la interfaz entre la matriz polimérica y la madera. Por ello, se han utilizado algunos agentes compatibilizantes para modificar las fibras vegetales, para aumentar esta adhesión interfacial entre el refuerzo de celulosa y la matriz polimérica de poliolefina y mejorar así las propiedades mecánicas del compuesto polimérico. Este agente compatibilizante o agente de acoplamiento debe interactuar fuertemente con las fibras mediante enlaces covalentes o fuertes interacciones secundarias del tipo enlaces de hidrógeno.

Motivado por la influencia en las propiedades físicas y químicas de los materiales poliméricos causada por la inclusión de unidades organometálicas, el presente trabajo se centra en la síntesis y caracterización de un polímero conjugado organometálico de estructura similar al poli(p-fenilenvinileno) (PPV), en el que los grupos fenileno se sustituyen por unidades ferrocenileno en la cadena principal. El polímero, poli(1,1-ferrocenilvinileno), (PFV), se preparó mediante la reacción de acoplamiento McMurry del 1,1-ferrocenedialdehído como un sólido anaranjado y amorfo, insoluble tanto en disolventes polares como apolares. La caracterización del polímero se llevó a cabo empleando los siguientes métodos: espectroscopias infrarroja (FTIR) y Raman y análisis termogravimétrico (TGA).INTRODUCCIÓNEn la actualidad, el interés por los polímeros conjugados organometálicos ha aumentado considerablemente. Esto se debe principalmente a la diversidad de aplicaciones posibles: en dispositivos fotovoltaicos, diodos emisores de luz, imanes moleculares, sensores de gas, entre otros. Según la literatura, la incorporación de metalocenos en polímeros conjugados altera significativamente su estructura electrónica. Con 18 electrones en la capa de valencia, el ferroceno es el miembro más estable de la serie de los metalocenos. Puede oxidarse reversiblemente de forma electroquímica o por la acción de oxidantes débiles. El ferroceno puede considerarse un areno rico en electrones, con una reactividad superior a la del benceno. En Friedel-Crafts, por ejemplo, su reactividad puede alcanzar 106 veces la del benceno. Por tanto, se pueden preparar numerosos derivados a partir del ferroceno para construir diferentes estructuras utilizando este metaloceno. Entre las diversas clases de polímeros conjugados, destaca la familia de los poli(arilenovinileno)s (PAVs), cuyo representante más conocido es el poli(p-fenilenovinileno) (PPV). Ha resultado muy atractiva en la investigación relacionada inicialmente con dispositivos electroluminiscentes y, más recientemente, con células solares, transistores magnéticos y narices electrónicas. La combinación de la electroafinidad de los metales de transición con las propiedades electrónicas de los polímeros conjugados es una estrategia atractiva para generar polímeros híbridos, que combinan propiedades físicas, electrónicas y magnéticas favorables para diversas aplicaciones. La deslocalización electrónica a lo largo de la cadena polimérica puede aumentar la comunicación entre los centros metálicos, permitiendo un ajuste fino de las propiedades magnéticas y espectroscópicas para aplicaciones específicas. Los polímeros conductores que contienen ferroceno en la cadena principal suelen tener interesantes propiedades semiconductoras y magnéticas, así como fotoactividad, lo que permite obtener materiales nanoestructurados y materiales con sitios redox activos y características interesantes para aplicaciones en dispositivos ópticos, fotónicos y magnéticos.

Se produjeron nanoesferas de carbono a partir de residuos de petróleo obtenidos en la producción de breas de petróleo por destilación de aceites decantados, mediante deposición química de vapor a 1200 °C, sin catalizadores y en un proceso continuo. Se seleccionaron tres residuos para representar la variabilidad típica de las propiedades de este material. Se utilizaron nitrógeno y argón como gases portadores. Los tres residuos produjeron nanoesferas de propiedades similares, más influidas por la naturaleza del gas portador. Los rendimientos en masa del 40-50% y la escasa dependencia de la composición del precursor indican que el proceso es adecuado para su uso industrial a gran escala.INTRODUCCIÓNLas nanoesferas de carbono tienen estructuras concéntricas con diámetros típicos entre 50 nm y 1 µm, constituyendo una forma intermedia entre los fullerenos y sus derivados, con diámetros comprendidos entre 2 y 20 nm, y las microesferas de carbono, con diámetros superiores a 1 µm. Aunque la mayoría de los estudios sobre nanomateriales de carbono se centran en nanofilamentos (nanotubos y nanofibras), se han identificado varias aplicaciones para las nanoesferas, como soportes para catalizadores o biosensores, moldes para sintetizar biomateriales y electrodos para baterías de iones de litio. Al igual que otros materiales de carbono, las nanoesferas también tienen potencial para su uso en compuestos poliméricos. Los primeros estudios han revelado su posible aplicación en materiales compuestos piezorresistivos basados en resina epoxi, utilizados como sensores de presión, y en compuestos conductores basados en poliuretanos. La deposición química en fase vapor, utilizando hidrocarburos puros como precursores, es el método más extendido para sintetizar nanomateriales de carbono, debido a su simplicidad y facilidad de escalado. Sin embargo, aún quedan por superar dos retos: el elevado coste de estos materiales y el limitado control de las estructuras producidas. En este trabajo, se demuestra que las nanoesferas de carbono pueden producirse en altos rendimientos a partir de residuos de la producción de breas de petróleo, siendo las propiedades del producto poco afectadas por la composición.Las breas de petróleo se obtuvieron por destilación de aceites decantados (residuos del craqueo catalítico) y se recogió la fracción ligera (condensado). Se seleccionaron tres muestras de condensado para representar la gama de propiedades típicas de este material, y se caracterizaron mediante picnometría, espectroscopia infrarroja y de resonancia magnética, extrografía y análisis elemental. Los condensados se vaporizaron y se introdujeron en un horno de tubo vertical a 1200 °C a una velocidad de 15 mL/h.

Se presentan las propiedades mecánicas del poliuretano derivado del aceite de ricino, obtenidas mediante la técnica de indentación instrumentada con indentadores piramidales y esféricos. Se investigó la influencia de la forma del indentador en los valores de las propiedades mecánicas del polímero. Las indentaciones se realizaron con indentadores piramidales Berkovich, de esquina cúbica y un indentador esférico con radio de 150 μm en un Nanoindentador XPTM. Las cargas aplicadas variaron entre 1 y 200 mN. La profundidad de penetración aumenta para los indentadores agudos, siendo mayor para la punta de esquina cúbica. La dureza y el módulo elástico se determinaron mediante el método de Oliver y Pharr. Se observó que los valores medidos para la dureza son mayores para los penetradores más agudos. La dureza con la punta Berkovich piramidal fue de 0,14 GPa para penetraciones pequeñas y de 0,12 GPa para profundidades de penetración mayores. Los valores obtenidos con una punta de esquina cúbica fueron entre un 25 y un 30% superiores. Esto está relacionado con los volúmenes de las regiones con alta deformación plástica en el caso de los penetradores agudos en comparación con los volúmenes de las regiones que presentan deformación viscoelástica. La viscosidad aparente determinada utilizando el indentador esférico, en ensayos con fuerzas constantes aplicadas, es igual a (22 ± 2) × 1012 Pa.s.INTRODUCCIÓNLa versatilidad de obtener materiales con diferentes propiedades ha llevado a los poliuretanos a convertirse en uno de los principales polímeros utilizados en la actualidad. Una de las aplicaciones estudiadas en la actualidad es el uso del poliuretano como biomaterial. La tendencia mundial a utilizar polímeros biodegradables y no contaminantes derivados de la biomasa ha llevado a investigar el poliuretano como biomaterial. Los poliuretanos derivados del aceite de ricino se han convertido en un tema de investigación, abriendo nuevas perspectivas de desarrollo. El Grupo de Química y Tecnología de Polímeros (GQATP) de la USP (São Carlos) lleva investigando polímeros derivados del aceite de ricino desde 1984. Uno de los polímeros estudiados tiene aplicaciones en el campo médico. Actualmente, el poliuretano se utiliza principalmente como cemento óseo para implantes de prótesis y como sustancia reparadora de la pérdida ósea.La respuesta biológica de estas prótesis depende de la estructura y composición de la región superficial del polímero, que rige la interacción con las células de los organismos vivos. Además, estas prótesis están sujetas a deformaciones mecánicas, que pueden afectar a las propiedades de la superficie.

Este trabajo presenta el estudio de la reticulación a temperatura ambiente de caucho natural epoxidado (ENR), de un 25% de nivel de epoxidación, con un agente de curado que contiene trimetilolpropano tris(2-mercaptoacetato) (TMP-SH). Los compuestos se elaboraron a partir de la solubilización de ENR, y posterior reacción con TMP-SH. Se prepararon compuestos con 5, 10 y 20 phr de TMP-SH, NR y controles de ENR. También se preparó una composición con NR y 10 phr de TMP-SH para demostrar el efecto del grupo epóxido. La formación de reticulación de las películas se determinó mediante propiedades físico-mecánicas como el índice de hinchamiento en equilibrio, la resistencia a la tracción y las propiedades dinámico-mecánicas. Los resultados mostraron la eficacia del agente de curado y la influencia del contenido de TMP-SH incorporado, en las propiedades estudiadas, y la composición ENR con 10 phr de agente de curado presentó el mejor rendimiento físico-mecánico.INTRODUCCIÓNRecubrimientos especiales para el uso como material absorbente de gas hidrógeno pueden tener aplicaciones civiles y militares. Se colocan en contacto con materiales que liberan gas hidrógeno en espacios cerrados. Una de estas aplicaciones es como material de protección para artefactos pirotécnicos que contienen metales activos que, al degradarse, pueden liberar gas hidrógeno. El material se utiliza como recubrimiento sobre el propio artefacto pirotécnico o en el interior del embalaje para su almacenamiento y transporte. Este tipo de recubrimiento debe estar compuesto por una matriz polimérica con un alto contenido de insaturación, con posibilidad de ser curado a temperaturas próximas a 150 °C, preferentemente a partir de materias primas disponibles en el mercado nacional. También es deseable que estos recubrimientos sean fáciles de aplicar y tengan resistencia estructural para su manipulación y transporte.Con el creciente interés por explotar fuentes de materias primas para el desarrollo de nuevos materiales, se eligió el caucho natural (NR) como la matriz para el desarrollo de formulaciones de recubrimiento en este trabajo, porque además de ser fácil de adquirir en nuestro país, tiene bajo coste y altas propiedades de rendimiento, lo que lo hace adecuado para el estudio, debido al gran número de dobles enlaces en la cadena polimérica, incluso después del curado. La epoxidación es un método bien conocido y versátil para transformar las propiedades físicas limitantes de los polímeros, como la resistencia al aceite, al oxígeno y al ozono. Una propiedad importante en los recubrimientos es la adherencia, que aumenta con la polaridad según el grado de epoxidación introducido.

Se expusieron laminados compuestos termoestables y termoplásticos continuos reforzados con fibra de carbono a un único impacto transversal con diferentes niveles de energía. Los daños sufridos por los materiales estructurales se evaluaron mediante termografía infrarroja activa en modo de transmisión. En general, los termogramas del laminado termoplástico mostraron indicaciones de daños más claras que los del compuesto termoestable. El calentamiento convectivo de las muestras mediante un flujo controlado de aire caliente resultó más eficaz que mediante irradiación con una lámpara de filamento. También se observó que los tiempos de calentamiento más prolongados mejoraban la visualización de los daños. El posicionamiento de la cara impactada de la probeta respecto a la cámara de infrarrojos y la fuente de calentamiento no afectó a la termoimagen de las probetas termoestables, mientras que influyó sustancialmente en los termogramas de los laminados termoplásticos. Los resultados obtenidos permiten concluir que la termografía infrarroja es una metodología sencilla, robusta y fiable para detectar daños por impacto tan leves como 5 J en laminados compuestos de fibra de carbono.INTRODUCCIÓNLa termografía infrarroja (IRT) es una técnica de ensayo no destructiva que se basa en la cartografía (generando así termogramas) de un componente con el fin de localizar sus defectos o áreas defectuosas. Esto es posible porque la conductividad térmica o, a la inversa, la resistividad térmica del material depende en gran medida de su grado de integridad. Básicamente, un termograma muestra las diferentes temperaturas locales en el componente, en forma de gradientes (escala policromática) o tonos de gris (escala monocromática). La toma de imágenes se realiza generalmente mediante cámaras termográficas.Las principales ventajas de la metodología TIV son la rapidez de la inspección, la interpretación de las imágenes en tiempo real, la radiación no es letal y no requiere contacto con la pieza inspeccionada durante la fabricación y el mantenimiento periódico de los componentes estructurales. Además, la IVT favorece la obtención del tamaño y la localización de defectos y daños en laminados compuestos de forma rápida y eficiente. En la denominada termografía activa, el objeto de estudio es estimulado energéticamente (por ejemplo, mediante fuentes térmicas simples como bombillas, flashes y aire caliente, o por medios más elaborados, como ondas ultrasónicas, corrientes de Foucault, microondas y láser), de modo que se genere un flujo de calor interno en la pieza inspeccionada.

Se ha examinado la fotodegradación de mezclas de LDPE/almidón modificado 80/20 m/m mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y difracción de rayos X (DRX) antes y después de la exposición a la radiación ultravioleta (UV). Las muestras se expusieron a UV en el laboratorio durante periodos de 6, 24, 48 y 60 horas. La principal alteración del material polimérico tras la exposición a la radiación fue una disminución de las propiedades mecánicas, la resistencia a la tracción y el alargamiento. También se produjeron cambios en la estructura química de la mezcla con un aumento de los índices de carbonilo y vinilo, 65,58 y 53,29%, respectivamente. El análisis de la cristalinidad de la mezcla señaló la formación de una nueva simetría cristalina que no existía antes de la irradiación.INTRODUCCIÓNEl amplio uso de polímeros en muchos ámbitos industriales y domésticos causa problemas ecológicos relacionados con su utilización. Algunos plásticos sintéticos, incluidas las poliolefinas, como el polietileno, se caracterizan por una estabilidad relativamente alta en condiciones fotoquímicas y medioambientales. El uso de polímeros naturales o sintéticos foto y biodegradables es prometedor. Se han propuesto muchas ideas para controlar la vida útil de los plásticos y acelerar su descomposición con el fin de reducir los residuos. La mezcla de polímeros sintéticos estables con biopolímeros y la modificación química o física de los compuestos poliméricos son ejemplos de soluciones utilizadas para inducir la degradabilidad. Se han fabricado películas de polímeros biodegradables a partir de polietileno de baja densidad (LDPE), almidón de arroz y patata. El almidón, un biomaterial omnipresente, es uno de los polisacáridos más abundantes y baratos del mundo, con biodegradabilidad y la capacidad de disolverse fácilmente en agua. Las mezclas de almidones con polímeros sintéticos se han estudiado ampliamente para desarrollar material parcial o totalmente biodegradable.En presencia de luz solar, el material polimérico experimenta una serie de reacciones, como la fotolítica, la fotooxidativa y la termo-oxidativa, que resultan en la degradación química del material, con consecuencias como fragilidad, pérdida del brillo, cambio de color, opacidad y la formación de grietas superficiales. Durante la irradiación UV de polímeros, se forman moléculas activadas y, a continuación, se producen varios procesos, como la escisión de la cadena, la reticulación y la oxidación. La escisión principal provocará primero la fotodisociación y después la formación de radicales. Si los radicales libres pueden migrar y recombinarse con otros radicales o con la cadena principal, se producirá la reticulación.

Los compuestos poliméricos se han utilizado debido a los avances tecnológicos en las industrias, principalmente la aeroespacial. Estos avances tienen como objetivo la obtención de compuestos de bajo peso específico asociados a elevadas propiedades mecánicas y rigidez. Las principales ventajas de los termoplásticos sobre los laminados termoestables incluyen: procesamiento rápido debido a la ausencia de un ciclo de curado, baja absorción de humedad, excelente resistencia química; mayor temperatura de servicio; bajos costes de transporte y almacenamiento, mayor resistencia al impacto; mayor rigidez y posibilidad de reciclaje. Por lo tanto, es importante investigar las propiedades mecánicas a altas temperaturas, ya que estos materiales están sometidos a grandes variaciones de temperatura en las aplicaciones aeronáuticas. Este trabajo tiene como objetivo evaluar las propiedades mecánicas (comportamiento a tracción, fatiga y cizalladura interlaminar) del PEI reforzado con fibra de vidrio a 25 y 80 °C. Se comprobó que los esfuerzos de tracción, cizalladura y fatiga para PEI/fibra de vidrio eran superiores a los de los laminados epoxi/fibra de vidrio. Sin embargo, en todos los casos se observó un deterioro significativo de las propiedades mecánicas a 80 °C en comparación con las obtenidas a temperatura ambiente.INTRODUCCIÓNDebido a sus características y prestaciones, los compuestos estructurales han hecho una importante contribución a aplicaciones industriales y cada año están conquistando espacios antes ocupados por materiales metálicos. Sus aplicaciones van desde los segmentos de defensa y aeroespacial, así como deportes, medicina, electroelectrónica, automoción, construcción naval, petroquímica, entre otros. La mayoría de los compuestos estructurales utilizados hoy en día están hechos de matrices termo-rígidas que presentan problemas de tensiones debido al procesamiento y la naturaleza quebradiza de la resina. Estos también tienen baja resistencia a la erosión y, cuando se calientan, pueden presentar cambios químicos y estructurales, lo que limita su aplicación en algunas zonas de temperaturas de servicio más elevadas y no pueden reciclarse debido a la presencia de enlaces cruzados. Sin embargo, los polímeros termoplásticos reforzados con fibras continuas están demostrando ser importantes sustitutos de los termoestables, por lo que están adquiriendo una gran versatilidad de aplicaciones en la industria aeroespacial, ya que presentan algunas ventajas, como: mayores valores de rigidez y resistencia al impacto, mayor temperatura de servicio, mayor versatilidad en la producción en serie y un menor ciclo de producción con propiedades mecánicas similares o superiores a las obtenidas para los composites termoestables.

Los residuos sólidos de las actividades de exploración y producción de petróleo y gas en alta mar, tras la caracterización de las clases poliméricas y las pruebas de análisis de identificación térmica, se pirolizaron en atmósfera inerte a 450 °C. El aceite de pirólisis se caracterizó mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y espectrometría de masas por cromatografía de gases (CG/EM), indicando una elevada generación de parafinas, olefinas y aromáticos.INTRODUCCIÓNLa exploración y producción (E&P) de petróleo y gas en el mar han avanzado tecnológicamente para explotar reservas en aguas profundas y ultraprofundas, siendo cruciales para la matriz energética mundial. Sin embargo, estas actividades pueden causar impactos ambientales significativos debido a los residuos generados, que requieren un tratamiento específico para su eliminación segura en el medio ambiente.Con el desarrollo creciente de estas actividades, se ha puesto un enfoque en evaluar y mitigar sus impactos ambientales mediante la implementación de tecnologías adecuadas. La Tabla 1 presenta los principales tipos de residuos generados en las unidades marítimas de Petrobras en la Cuenca de Campos, su clasificación según la NBR 10.004, y la forma habitual de disposición final empleada por la empresa. Se observa que la incineración es el método utilizado para la eliminación de residuos peligrosos (clase I). Aunque esta forma de eliminación es adecuada y conforme a la legislación ambiental, tiene un impacto considerable debido a las emisiones de gases de efecto invernadero.Además de la variedad de residuos generados, la cantidad elevada también contribuye significativamente al potencial de impacto ambiental. Oliveira (2006) señala que Petrobras generó aproximadamente 20.000 toneladas de residuos offshore entre enero y julio de 2005. De estos, cerca del 20% son residuos con potencial energético, compuestos por polímeros orgánicos, naturales o sintéticos, que podrían ser reutilizados y transformados en insumos energéticos mediante tecnologías más limpias. Entre las tecnologías disponibles y adecuadas en el mercado, el tratamiento térmico por pirólisis destaca por reducir el volumen de los residuos hasta en un 90% de su peso y favorece la reutilización de la materia prima en diversos segmentos industriales. El tratamiento por pirólisis se define como la degradación de los residuos por calentamiento en una atmósfera deficiente en oxígeno, por debajo del nivel estequiométrico de combustión. Los procesos pirolíticos son endotérmicos, a diferencia del proceso de incineración, por lo que es necesario suministro de calor al sistema.

El presente trabajo muestra la caracterización de compuestos fotoactivados, demostrando que la espectroscopia EPR combinada con análisis convencionales, puede aportar importantes informaciones sobre el proceso de polimerización de compuestos dentales. Inicialmente fueron utilizados ocho compuestos comerciales, dando énfasis para el Z100 (3M ESPE) y la resina Opallis (FGM), irradiados por una unidad LED (ULTRA BLUE - Dabi Atlante). Se realizaron análisis de Espectroscopia de Resonancia Paramagnética de Electrones, resistencia mecánica, microdureza superficial, picnometría de gas, rayado, medida de translucidez y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM). A partir de los resultados de la EPR fue posible identificar las especies de radicales presentes y su intensidad relativa. Comparando los análisis realizados para las dos marcas comerciales, los resultados indicaron que la resina Z100 (3M ESPE) generó un mayor número de radicales (Ir = 2.40 u.a) cuando comparada con la otra resina (Ir = 1.00 u.a); también presentó mejor desempeño cuando comparada con otras técnicas utilizadas en el presente manuscrito, corroborando con el hecho del compuesto que genteró mayor número de radicales como también las mejores propiedades físicas.INTRODUCCIÓNLos composites restauradores fotoactivables dominan el campo de las restauraciones dentales debido a su practicidad, rendimiento y color similar al del diente. Estos composites están formados por monómeros, normalmente dimetacrilatos, agentes de partida y partículas de relleno. La rigidez del polímero se logra por polimerización, un proceso iniciado por la absorción de luz visible emitida por un fotoactivador. El iniciador (alcanforquinona) reacciona con un agente reductor (amina alifática) para producir radicales libres primarios, acetilo y amino, lo que inicia la polimerización mediante la interacción de los radicales con monómeros metacrílicos (Bis-GMA, TEGDMA y Bis-EMA), formando una red de copolímeros con enlaces cruzados. Las partículas de carga inerte atrapadas en el interior actúan como refuerzo.La cinética de fotoactivación de estos polímeros requiere una analítica rápida y precisa para ser evaluada en tiempo real. La polimerización impulsada por radicales libres puede ser estudiada mediante resonancia paramagnética de electrones (EPR), una técnica que permite observar el proceso completo de formación y terminación de radicales en tiempo real, proporcionando datos prácticos, precisos y reproducibles.