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.

En este trabajo se describe la síntesis de hidrogeles de acetato de celulosa (AC), con un grado de sustitución nominal DS = 2,5, reticulados con dianhídrido 3,3,4,4 benzofenonetetracarboxílico (BTDA). Las materias primas se caracterizaron por análisis térmico (TG/DTG) y por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). La DS del acetato de celulosa se determinó mediante valoración con una cantidad conocida de solución estándar de NaOH. Se sintetizaron hidrogeles de BTDA con 0,5, 0,75 y 1,0 mol de BTDA/mol de CA. El FTIR demostró ser un método adecuado para monitorizar el curso de las reacciones y el progreso de la purificación. La espectroscopia UV-vis y el análisis confirmaron la esterificación de los grupos hidroxilo libres. La modificación de la superficie de la estructura de CA tras la reacción de reticulación se analizó mediante microscopio electrónico de barrido (SEM) y la densidad y porosidad de los hidrogeles se determinaron mediante BET. Se investigó la influencia de la concentración de dianhídrido en el tiempo necesario para la formación del gel. También se documentó la influencia del aumento del grado de reticulación en el comportamiento térmico del material. Se obtuvieron isotermas de absorción de agua para hidrogeles con diferentes agentes reticulantes y grados de reticulación a diferentes temperaturas. Se utilizó la ecuación de Arrhenius para determinar el coeficiente de difusión de los distintos hidrogeles a distintas temperaturas y la energía umbral del proceso de hinchamiento. La entalpía de mezcla se determinó mediante la medición de la cantidad máxima de agua absorbida en equilibrio a distintas temperaturas, con la ecuación de Gibbs/Helmholtz.INTRODUCCIÓNA pesar de la gran ventaja de ser sintetizada por la naturaleza, la celulosa no es soluble en disolventes orgánicos convencionales debido a sus cadenas poliméricas. El acetato de celulosa, un derivado tradicional de la celulosa, es totalmente atóxico y se obtiene a partir de fuentes de celulosa de gran pureza, como pasta de madera, linter de algodón o pasta de celulosa. Generalmente, la reacción utiliza ácido acético y anhídrido acético, con ácido sulfúrico como catalizador. La acetilación puede ser completa o parcial, incorporando tres grupos radicales de acetato por cada unidad de glucosa en la celulosa. Sin embargo, el medio de reacción provoca una marcada degradación del polímero, de modo que, por término medio, solo 200-300 unidades de (β)-D-glucopiranosa estarán presentes en la cadena.

Se fabricaron membranas poliméricas a partir de nanocompuestos de nailon 6 y una arcilla mediante la técnica de inmersión-precipitación. La arcilla se modificó orgánicamente utilizando una sal de amonio cuaternario, Dodigen. Se obtuvieron nanocompuestos de nailon 6 con arcilla sin tratar (MMT) y arcilla tratada (OMMT). Los nanocompuestos se estudiaron mediante DRX y MET. La estructura morfológica consistía en una capa de arcilla exfoliada y otra parcialmente exfoliada en la matriz polimérica. Las membranas se fabricaron por el método de inversión de fases y se caracterizaron por DRX y MEB. La difracción de rayos X de las membranas confirmó los resultados de los nanocompuestos. La imagen SEM de la superficie superior de la membrana mostró poros irregulares. En cuanto a las membranas con los nanocompuestos, se observó un mayor número de poros mejor distribuidos, lo que indica que la presencia de la arcilla alteró la morfología de la membrana. La imagen SEM de la sección transversal mostró una estructura de morfología asimétrica, compuesta por dos capas, a saber, una piel con poros pequeños y cerrados, y una capa porosa con poros grandes y uniformemente distribuidos.INTRODUCCIÓNLos procesos de separación por membrana, aunque recientes, se utilizan cada vez más para la separación, purificación, fraccionamiento y concentración en una amplia variedad de industrias, como la química, farmacéutica, textil, papelera y alimentaria. Los principales atractivos de estos procesos frente a la separación convencional son el bajo consumo energético, la reducción del número de pasos en un procesamiento, mayor eficiencia de separación y alta calidad del producto final. El proceso de separación por membranas ha venido utilizando membranas poliméricas en la técnica de separación y se ha aplicado en diversos procesos tecnológicos.En la actualidad, las membranas más utilizadas en todo el mundo son de segunda generación, producidas a partir de polímeros sintéticos como poliamidas, polisulfonas, poliacrilonitrilo, policarbonatos, polieterimida, entre otros. Estas membranas no sólo tienen mejor resistencia térmica, sino que también tienen buena resistencia a los compuestos clorados, aunque presentan baja resistencia a la compactación mecánica y pueden utilizarse con disolventes no acuosos. Los nanocomposites son materiales que comprenden una dispersión de partículas nanométricas en una matriz que puede ser una sola partícula o una mezcla de polímeros.

Los polímeros sintéticos se han utilizado ampliamente en productos manufacturados por sus propiedades físicas y químicas y su bajo coste de producción. El poli(cloruro de vinilo), llamado PVC, es un plástico versátil y barato cuyo uso se ha generalizado en la sociedad moderna. Sus aplicaciones incluyen marcos de ventanas, canalones, paneles de pared, puertas, papeles pintados, suelos, muebles de jardín, juguetes, bolsas de sangre y tuberías. En todas estas aplicaciones se utilizan aditivos, entre los que destacan los plastificantes. Este trabajo muestra un estudio comparativo entre distintas composiciones de PVC flexible - basadas en dos plastificantes vegetales de fuentes renovables (aceite vegetal modificado - OVM y aceite vegetal modificado epoxidado - OVME), además de dos plastificantes petroquímicos convencionales, denominados di(2-etilhexil) ftalato-(DEHP) y di(2-etilhexil) adipato-(DEHA). No se observaron diferencias significativas en el comportamiento mecánico de las composiciones evaluadas. Los plastificantes afectaron a la dureza y a la resistencia química al n-heptano de las composiciones. El grupo epoxi y la alta masa molar de los plastificantes vegetales mostraron una mejor compatibilidad con la resina de PVC. Los análisis por SEM mostraron una probable exudación de OVM de la matriz de PVC.INTRODUCCIÓNEl cloruro de polivinilo (PVC) se considera uno de los polímeros más versátiles debido a su capacidad de reaccionar con diferentes aditivos, que pueden alterar su estructura dentro de una amplia gama de propiedades, que van de rígidas a extremadamente flexibles. En consecuencia, se utiliza en aplicaciones que van desde tubos y perfiles rígidos para su uso en la construcción hasta juguetes y películas flexibles utilizadas para envasar alimentos, sangre, suero y plasma. Esta versatilidad también se observa en los procesos de transformación que puede sufrir el PVC formulado, que puede ser inyectado, calandrado, extruido o incluso aplanado.Uno de los aditivos más importantes del PVC es el plastificante, que confiere flexibilidad a este polímero. El uso de plastificantes en el PVC se conoce desde la década de 1950 y se ha utilizado en diversos productos como películas, mangueras, laminados, juguetes y calzado, siendo la familia de los ftalatos la más utilizada en todo el mundo. Sin embargo, algunos ftalatos tienen restringido su uso en determinadas aplicaciones, ya que estudios en roedores han demostrado su potencial carcinogénico y mutagénico. Para la IARC (Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer), un organismo científico vinculado a la OMS (Organización Mundial de la Salud), el ftalato de dioctilo (DOP) o ftalato de di(2-etilhexilo) (DEHP) está clasificado desde el año 2000 como "sustancia que no puede considerarse cancerígena para el ser humano". A pesar de esta recomendación, la restricción del uso de esta sustancia como plastificante para polímeros y elastómeros se ha extendido a nivel mundial.

Un residuo generado en el proceso de galvanoplastia (RG), rico en metales, se incorporó a composiciones de caucho natural (NR), como sustituto parcial o total del óxido de zinc (ZnO), que es un activador típico del proceso de vulcanización. Se prepararon diferentes mezclas en un mezclador de dos rodillos, que se vulcanizaron a 150 °C tras las mediciones de reometría. Se evaluaron propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción y al desgarro, así como el contenido de gel. Además, se analizó el efecto de los residuos de RG sobre la cinética de vulcanización con el modelo de Coran utilizando temperaturas a 150, 160 y 170 °C. Los resultados mostraron que el RG desarrolla cierto efecto catalítico sobre la vulcanización de NR, pero hay un pobre rendimiento mecánico cuando la carga de RG es mayor que la de ZnO en los compuestos. En cuanto a la resistencia al desgarro, la propiedad se mantiene a un nivel razonable si se utiliza una pequeña carga de RG.INTRODUCCIÓNDesde la Revolución Industrial, el hombre moderno comenzó a satisfacer sus necesidades casi por completo basándose en el modelo de desarrollo urbano-industrial. Aunque las actividades industriales fabrican una gran cantidad y diversidad de productos, también provocan al menos un tipo de polución o contaminación. La estructura productiva del segmento metalmecánico en Nova Friburgo se basa en micro, pequeñas y medianas empresas que trabajan para la construcción y el sector automotriz, garantizando un gran papel de empleo en la región. Las empresas del sector metalmecánico pueden clasificarse como fabricantes de artefactos metálicos y piezas de fundición, esencialmente de metales no ferrosos y sus aleaciones, y en muchas de ellas la galvanoplastia es la principal forma de acabado y embellecimiento.La galvanoplastia es el proceso en el que ciertos materiales, principalmente metálicos, se recubren para proporcionarles protección contra la intemperie y la manipulación, así como conferirles belleza, durabilidad y mejorar las propiedades superficiales para satisfacer las necesidades y demandas del mercado. En general, los residuos de la industria galvánica se clasifican en Clase I debido a sus propiedades físico-químicas o infecciosas. Cuando se manipulan y gestionan incorrectamente, pueden provocar daños al medio ambiente y la salud pública. Las formas de polución y contaminación de la galvanoplastia pueden ir desde las emisiones gaseosas, los residuos sólidos y los efluentes líquidos, hasta la planta de tratamiento de efluentes industriales donde se generan lodos galvánicos, que se consideran residuos de clase I.ZAMAC, una aleación de zinc con aluminio, magnesio y cobre, es el material más utilizado en galvanoplastia debido a sus propiedades mecánicas y físicas de resistencia a la tracción, a la corrosión, al desgaste y a los golpes, así como a sus características de fundición y galvanoplastia.