Se llevó a cabo la preparación de complejos bentonita-ioneno basados en la adsorción de 2y-ionenos, donde y = 4, 6, 10 ó 12 y un ioneno del tipo epicloridrina-dimetilamina EPI-DMA, con el fin de observar el comportamiento del tamaño del espaciador del ioneno en la expansión del espacio basal (espaciamiento d, d001) de una bentonita comercial brasileña. Los complejos fueron caracterizados por espectrometría de adsorción en la región infrarroja, termogravimetría, fluorescencia y difracción de Rayos X. Los ionenos se sintetizaron y caracterizaron por infrarrojos y resonancia magnética nuclear, siendo esta última técnica útil para determinar los valores del peso molecular numérico medio. A partir de los complejos arcilla-ionenos se pudo observar que los policuaternarios de amonio se adsorben en las superficies interna y externa de la arcilla, por encima de la capacidad de intercambio iónico, CEC = 91 meq/100 g de arcilla (calculada a partir de los datos de fluorescencia de Rayos X). La expansión basal de la arcilla con los diversos policationes reveló que el tamaño del espaciador es el factor más importante, independientemente de los valores de peso molecular del ioneno. Entre los complejos bentonita-ioneno, principalmente entre los complejos Bt-2,10 y Bt-2,12-ioneno cuya masa molar difiere en más de 30.000 g/mol, se observó que el tamaño del espaciador no depende de los pesos moleculares del ioneno.INTRODUCCIÓNLa bentonita es un argilomineral compuesto principalmente de montmorillonita, que es un aluminosilicato del tipo aluminosilicato 2:1, es decir, su estructura cristalina tiene una capa de alúmina entre dos capas octaédricas de sílice (Figura 1). La bentonita tiene la capacidad de intercambiar estos cationes con otros presentes en soluciones acuosas de sales orgánicas o inorgánicas. Cuando se utilizan soluciones de cationes orgánicos, como el amonio cuaternario, la bentonita modificada se denomina organobentonita o bentonita organofílica.Las arcillas modificadas con sales monocuaternarias de amonio de distintas longitudes de cadena han sido estudiadas debido a su capacidad para eliminar diversos tipos de contaminantes orgánicos, como los organoclorados, aceites y grasas, dodecilbencenosulfonato sódico, gasolina, benceno, 2-naftol y naftaleno. Los pequeños cationes orgánicos (tetrametilamonio) generan superficies apolares relativamente rígidas, responsables de la eliminación de solutos no iónicos por adsorción. Los cationes orgánicos más grandes (hexadecil-trimetilamonio) adsorbidos en el medio generan un medio de partición orgánico mediante la aglomeración de sus cadenas alquílicas flexibles.

El poli(cloruro de vinilo) (PVC) ocupa el segundo lugar entre los termoplásticos más consumidos en el mundo, y se considera el plástico más versátil. Esta versatilidad se debe a sus propiedades y a su adecuación a diversos procesos de transformación. La resina no es tóxica y es inerte, por lo que la elección de aditivos que tengan estas propiedades permite fabricar películas para envasado de alimentos y productos médicos. Por otro lado, las propiedades del PVC pueden verse alteradas por procesos de esterilización, en particular mediante radiación gamma. En este trabajo presentamos un estudio de la flexibilidad y estabilidad a la radiación gamma del PVC modificado químicamente. El PVC se modificó mediante la sustitución del cloro por grupos alquilo y bencilo utilizando reactivos de Grignard. Las muestras de PVC modificado se caracterizaron mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones (1H NMR), espectroscopia infrarroja y análisis calorimétricos diferenciales de barrido. La degradación de los polímeros al someterlos a irradiación gamma se evaluó mediante sus parámetros viscométricos. En general, los PVC modificados presentaron mayor estabilidad a la radiación gamma que el polímero original. El polímero sustituido por bencilo mostró la mayor estabilidad cuando se sometió a la dosis de esterilización de 25 kGy. Los PVC modificados presentaron temperaturas de transición vítrea ligeramente inferiores a las del polímero original, lo que apunta a un aumento de la flexibilidad debido a la presencia de grupos alquilo y bencilo como sustituyentes en la cadena principal.INTRODUCCIÓNEl PVC (policloruro de vinilo) es un termoplástico ampliamente utilizado, especialmente en aplicaciones médicas y hospitalarias donde se requiere esterilización. Sin embargo, la esterilización térmica o por rayos gamma puede afectar sus propiedades, debido a la degradación térmica provocada por estructuras químicas irregulares en el PVC. Estas estructuras incluyen cloro alílico o cloro unido a carbonos terciarios, que son especialmente reactivos.Para mitigar estos efectos, se han propuesto modificaciones químicas del PVC, como la sustitución de cloros por grupos más estables, así como la adición de plastificantes para mejorar la flexibilidad del material. La modificación también puede incluir la sustitución de cloros por grupos aromáticos o funcionales que aumentan la estabilidad térmica y alteran propiedades como la flexibilidad. Por ejemplo, la sustitución con alcohol 4-mercaptobencílico ha demostrado incrementar la temperatura de transición vítrea, mientras que la sustitución con 4-tiocresol puede hacer que el PVC sea más flexible.

Recientemente se ha instalado en la línea de luz SAXS del Laboratório Nacional de Luz Síncrotron una nueva instrumentación diseñada para realizar experimentos simultáneos de dispersión de rayos X con resolución temporal en ángulos pequeños y amplios (SAXS/WAXD), así como calorimetría diferencial de barrido (DSC). El dispositivo DSC demostró ser comparable con los equipos convencionales, permitiendo la variación de temperatura con tasas de hasta 60 °C/min con una precisión de 0,1 °C. El uso de una fuente de radiación sincrotrón y detectores de rayos X sensibles a la posición permite la recogida de datos en tiempo real con una resolución de 30 s. La aplicación de este montaje experimental en la cristalización isotérmica y la fusión de materiales poliméricos se da como ejemplo. Presentamos los resultados de experimentos con policaprolactona (PCL) y sus mezclas con polietileno clorado (PCL/PECl), en los que se puede observar la aparición simultánea de una estructura cristalina y la formación de laminillas y determinar la velocidad de cambio del proceso para diferentes composiciones y tratamientos térmicos. Como observación final, mencionamos que los experimentos simultáneos SAXS/WAXD/DSC también pueden realizarse con gran ventaja en el estudio de coloides y formación de geles, así como transiciones de fase en una variedad de muestras.INTRODUCCIÓNLos experimentos simultáneos en función de la temperatura son valiosos porque reducen errores derivados de las diferencias en el entorno de la muestra o la historia térmica del material. Además, permiten una determinación precisa y sin ambigüedades de la secuencia de acontecimientos[1,2]. En el caso de los sistemas poliméricos, la combinación de dispersión de rayos X en ángulos bajos (SAXS) y difracción de rayos X (WAXD) con calorimetría diferencial de barrido (DSC) ofrece una visión detallada de los cambios morfológicos y estructurales a nivel nanométrico inducidos por el tratamiento térmico, y permite correlacionar estos cambios con las transiciones de fase del sistema.El uso de radiación sincrotrón de alto flujo de fotones y sistemas rápidos de detección de rayos X facilita la obtención de curvas de dispersión significativas, permitiendo el estudio de transiciones y el seguimiento de fenómenos que ocurren en cortos periodos de tiempo, como mecanismos de separación de fases, nucleación primaria, fusión múltiple y recristalización[3][4].

Se sintetizaron diferentes soportes poliméricos basados en estireno (S) y divinilbenceno (DVB) y se caracterizó su morfología mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. Se prepararon catalizadores sulfónicos a partir de estos soportes, se caracterizaron y se evaluó su actividad en la transesterificación de aceite vegetal con metanol y se comparó con el rendimiento de una resina sulfónica comercial. Los catalizadores sintetizados mostraron resultados próximos a los de la resina comercial.INTRODUCCIÓNLas resinas sulfónicas a base de estireno-divinilbenceno son los catalizadores poliméricos más utilizados tanto en laboratorios como en la industria química. Estas resinas se preparan en dos etapas. La primera etapa consiste en la síntesis del copolímero estireno-divinilbenceno por polimerización en suspensión. La estructura porosa de los copolímeros se produce añadiendo diluyentes inertes a la mezcla monomérica, que, al ser eliminados tras la polimerización, liberan los poros. Las características morfológicas de estas resinas (volumen de poros, distribución del tamaño de los poros y área específica) dependen del tipo y la concentración de los diluyentes, así como del grado de reticulación. En consecuencia, la morfología de estos materiales puede variar desde una estructura de gel hasta una estructura macroporosa. La actividad del catalizador polimérico está relacionada con las características de la resina y el contenido de grupos sulfónicos incorporados a su estructura. Nuestro grupo de investigación ha invertido esfuerzos en sintetizar y evaluar estos catalizadores poliméricos en reacciones como la esterificación de ácidos carboxílicos y la alquilación de compuestos aromáticos[1,2].Recientemente, debido al aumento de los precios del crudo, los limitados recursos de petróleo fósil y, sobre todo, por razones medioambientales, los aceites vegetales y las grasas animales han sido el foco de interés para la producción de biodiésel, un combustible caracterizado por su menor impacto ambiental[3,4]. Sin embargo, el uso directo de aceite vegetal como combustible es problemático debido a su elevada viscosidad (33,4 cP) y su baja volatilidad. Se han considerado diferentes métodos para reducir la alta viscosidad de los aceites vegetales. La transesterificación ha demostrado ser una posibilidad[5].En la transesterificación (Figura 1) de aceites vegetales o grasas, se hace reaccionar un triglicérido con un alcohol en presencia de un ácido o una base fuerte, produciendo una mezcla de ésteres y glicerol[3]. Este proceso es catalizado por ácidos de Brönsted, principalmente ácido sulfúrico, o por bases como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio.

Se investigó la evolución de la morfología de fase en mezclas no reactivas frente a reactivas con poliamida y elastómero de etileno-propilendieno injertado con copolímero de estireno-acrilonitrilo (AES) en un extrusor de doble husillo corrotante. La evolución morfológica de estas mezclas a lo largo de una extrusora de doble husillo se monitorizó recogiendo rápidamente pequeñas muestras de la masa fundida en lugares específicos del barril de la extrusora y caracterizándolas con un microscopio electrónico de transmisión (TEM). Como agentes compatibilizadores se utilizaron los copolímeros metacrilato de metilo-co-anhídrido maleico (MMA-MA) y metacrilato de metilo-co-metacrilato de glicidilo (MMA-GMA). El anhídrido maleico y los grupos epoxídicos de los copolímeros pueden reaccionar con los grupos terminales de la poliamida durante el proceso de fusión y mejorar la interacción interfásica en el sistema PA6/AES. Las mezclas no compatibilizadas mostraron una morfología de fase gruesa en la que la fase AES no está bien dispersa en la matriz PA6 debido a la falta de interacción adecuada entre los componentes. La adición del compatibilizador MMA-GMA no promovió una buena dispersión de las fases ni mejoró las propiedades mecánicas de las mezclas, probablemente porque las posibles reacciones son muy lentas y pueden no producirse dentro del extrusor. Por otro lado, la adición del copolímero MMA-MA promueve una mejor resistencia al impacto y una buena dispersión de fases en la mezcla. Las partículas de AES sufren una reducción significativa en las primeras etapas de la mezcla dentro del extrusor. La morfología observada en las muestras moldeadas por inyección se correlacionó con las propiedades mecánicas.INTRODUCCIÓNLas poliamidas (PA) se utilizan ampliamente en aplicaciones de ingeniería debido a su alta tenacidad y excelente resistencia química. Sin embargo, una limitación importante para la aplicación de PA es su fragilidad bajo impacto a bajas temperaturas. Para mejorar su rendimiento, se ha investigado la tenacificación de la poliamida con materiales elastoméricos[1,2]. Las mezclas de poliamida con copolímero AES (acrilonitrilo-EPDM-estireno) presentan varias ventajas, incluyendo una menor absorción de humedad debido a la dilución de la poliamida con un material hidrófobo.Las características del elastómero EPDM, como su baja temperatura de transición vítrea, su excelente estabilidad térmica y UV, lo convierten en un candidato ideal para la modificación por impacto de determinados polímeros[3-6].

En este trabajo se analizan los resultados de las propiedades mecánicas de nuevos compuestos basados en residuos de fibras textiles de la industria de la confección y polímeros básicos. Las fibras naturales ofrecen algunas ventajas sobre las sintéticas, en cuanto a propiedades mecánicas y térmicas. Los compuestos se produjeron mezclando polietileno de alta densidad con las fibras textiles (50% algodón /50% acrílico) en contenidos crecientes, del 10 al 40% en un mezclador termocinético, utilizando Surlyn 2601, Polybond 3009 y Polybond 1009 como agentes de acoplamiento. Las muestras de tracción, flexión e impacto se fabricaron cortando las láminas obtenidas en una prensa hidráulica. Los compuestos con agentes de acoplamiento mostraron buenos resultados de resistencia a la tracción y a la flexión, principalmente con un 5% de Polybond 3009 y un 20-40% de residuos de fibras textiles.INTRODUCCIÓNLa eliminación posterior al uso de residuos de fibras sintéticas y materiales poliméricos reforzados con fibras en vertederos textiles ha causado problemas al medio ambiente. Una alternativa propuesta para minimizar este problema es el desarrollo de materiales obtenidos a partir de fuentes naturales, como los compuestos de fibras naturales[1]. El uso de fibras naturales como refuerzo en polímeros termoplásticos se ha fomentado también debido al elevado coste medioambiental de producir fibras sintéticas, que tienen un mayor contenido energético debido al proceso de fabricación[2], como el vidrio, el auto y Kevlar®[3], además de considerar aspectos relacionados con la biodegradación[4].Las fibras sintéticas se desarrollaron principalmente para satisfacer la gran demanda de artículos textiles. Inicialmente, se desarrollaron y comercializaron las fibras Rayon® y Nylon®. Hoy en día, la mayoría de las fibras textiles se producen a partir de un solo tipo de fibra, ya sea natural o sintética, lo que permite una amplia variedad de características en los productos finales[3]. Sin embargo, existe una tendencia hacia un mayor uso de fibras sintéticas, lo que genera economías de escala en la producción y posibilita la modernización y el aumento de la productividad en el proceso de hilatura[5]. Brasil es un importante productor mundial de artículos textiles, ocupando el séptimo lugar en la producción de hilados y tejidos planos y el tercero en la producción de tejidos de punto[6].Un estudio sobre los residuos industriales generados en la región nordeste del estado de Rio Grande do Sul mostró que en Caxias do Sul se generan cerca de 44 toneladas/día de residuos poliméricos.

Se prepararon compuestos ternarios a partir de residuos postconsumo de polipropileno (PP), poliestireno de alto impacto (HIPS) y carbonato cálcico (CaCO3) para obtener películas de papel sintético y evaluar sus propiedades térmicas y mecánicas. Estos compuestos rellenos con 10, 20 y 30 % en peso de CaCO3 se extruyeron por soplado de película en dos condiciones de rotación del tornillo: 32 y 51 rpm. La orientación de la película de compuesto se determinó con los parámetros a lo largo del eje longitudinal (R1), eje transversal (Rt) y relación R1/Rt (Rc). Se utilizaron calorimetría diferencial de barrido (DSC) y ensayos de resistencia a la tracción y al desgarro para estudiar las propiedades térmicas y mecánicas de las películas, mostrando su dependencia de la composición y del grado de orientación. Las películas compuestas con mayor concentración de relleno mostraron una menor resistencia a la tracción, pero un efecto menos significativo sobre el módulo de tracción. La resistencia al desgarro dependía en gran medida del grado de orientación de la película.INTRODUCCIÓNLas propiedades de los polímeros cargados/reforzados difieren en muchos aspectos de las de los polímeros sin carga y dependen esencialmente de las características fisicoquímicas del relleno. Los siguientes factores son los más importantes: forma geométrica, tamaño medio y distribución de tamaños, superficie específica, características de empaquetamiento, naturaleza química de la superficie y energía superficial, pureza química, higroscopicidad y abrasividad de las partículas en la interacción entre el polímero y el relleno[1-3].Según la clasificación de las cargas, éstas pueden ser fibrosos o no fibrosos, orgánicos o inorgánicos, y naturales o sintéticos[2]. En este caso concreto, se trata de una carga inorgánica, que, en función de su capacidad de refuerzo, puede clasificarse como (1) relleno reforzante o (2) inerte o relleno[2-4]. Las cargas inorgánicas inertes añadidas al polímero alteran sus propiedades, aumentando la rigidez, dureza, densidad, temperatura de deflexión térmica (HDT) y estabilidad dimensional, y reduciendo la contracción de moldeo, la dependencia de las propiedades con la temperatura, la resistencia a la tracción y la fluencia, así como el coste[2,5].Por otro lado, las cargas reforzantes o activas cuestan más que las cargas inertes o de relleno, pero mejoran sus propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción. La resistencia al impacto es variada, ya que en general la presencia de rellenos rígidos en matrices dúctiles (como el polipropileno y el ABS) reduce la tenacidad del material, mientras que los rellenos en matrices frágiles (como el poliestireno) pueden ofrecer una mayor resistencia al impacto[2, 6,7].

Se estudió el efecto del peso molecular y el contenido de poliuretano de tres poliuretanos termoplásticos (TPU) comerciales sobre las propiedades mecánicas de las mezclas físicas de poli(metacrilato de metilo)/poliuretano. Las muestras se prepararon utilizando un reómetro Haake a 180°C/10min y 60rpm. La proporción PMMA/TPU de las mezclas fue 0/100,10/ 90, 30/70, 50/50, 70/30, 90/10 y 100/0. Las propiedades mecánicas como la deformación y la tensión a la rotura son mejores para la muestra PU(85 A15) de menor masa molecular media en peso (Mw = 138.000). Los resultados mostraron que el contenido de TPU influye fuertemente en las características del material, donde las propiedades cambian progresivamente llegando a ser similares a las del componente de alto contenido. El estudio permitió comparar los resultados de las mezclas obtenidos a partir del procesamiento reométrico con los datos comunicados para IPNs de PU/PMMA simultáneos y secuenciales. El patrón de comportamiento del módulo elástico sugiere continuidad de fase dual en las mezclas TPU/PMMA, consistente con las ecuaciones teóricas propuestas para IPNs.INTRODUCCIÓNLas mezclas físicas de polímeros comerciales llevan en décadas con el objetivo de reducir el coste de producción de polímeros de ingeniería, desarrollar materiales de alto rendimiento, ajustar la composición a las especificaciones del consumidor y emplear el reciclado industrial. Combinando las propiedades deseables de diferentes especies moleculares sin métodos químicos como la copolimerización, se ofrecen nuevas perspectivas de investigación que a menudo pueden resolver problemas prácticos. Así, con el fin de obtener materiales con propiedades específicas, la industria ha realizado considerables esfuerzos para identificar pares de polímeros a partir de la combinación adecuada de las propiedades de los componentes puros[1-5].Las principales aplicaciones de las mezclas de polímeros elastómeros están relacionadas con la mejora de la procesabilidad y la mejora de propiedades como resistencia al impacto, resistencia a la tensión y a los disolventes, estabilidad térmica, estabilidad dimensional y permeabilidad[1].En este trabajo se utilizó un poliuretano termoplástico (TPU) comercial de tipo copolímero alternante, que contiene bloques flexibles de poliéster amorfo y segmentos rígidos constituidos por 4,4-diisocianato de difenilmetileno (MDI) y butanodiol como extensor de cadena.

Se elaboraron películas de quitosano y N,N,N-trimetilquitosano a partir de soluciones acuosas. El quitosano se disolvió en ácido acético al 1%, mientras que el cloruro de N,N,N-trimetilquitosano se disolvió en agua desionizada. Las películas resultantes presentaron diferentes comportamientos mecánicos evaluados mediante DMTA. La película de quitosano presentaba un comportamiento de tipo elástico, mientras que la de N,N,N-trimetilquitosano era típicamente viscosa. No se observaron temperaturas de transición vítrea; sin embargo, se detectó una transición térmica discreta a 25°C en el caso del N,N,N-trimetilquitosán.INTRODUCCIÓNEl quitosano es un polímero lineal biocompatible, biodegradable y no tóxico, que se obtiene comercialmente a través de la desacetilación de la quitina, un polisacárido abundante extraído de los caparazones de gambas y cangrejos. Gracias a sus propiedades, el quitosano se emplea en diversas aplicaciones, incluyendo la industria farmacéutica[1], la fabricación de membranas de separación para el tratamiento de aguas residuales[2], y como recubrimientos protectores comestibles en alimentos mínimamente procesados[3,4]. En particular, el uso de películas y recubrimientos de quitosano para prolongar la vida útil y mejorar la calidad de frutas y verduras ha recibido considerable atención en los últimos años[5-7].Las películas de quitosano pueden obtenerse fácilmente vertiendo su solución sobre una superficie deseada y permitiendo la evaporación espontánea del disolvente. Es bien sabido que el quitosano tiene excelentes propiedades antimicrobianas, lo que le permite actuar como una barrera eficaz contra el deterioro microbiano y fúngico[8]. Esto lo convierte en un medio complementario para controlar los cambios morfológicos y fisicoquímicos, especialmente en productos naturales. Sin embargo, para ser útil como recubrimiento, la película de quitosano también debe poseer propiedades mecánicas adecuadas. La resistencia a la tracción de las películas de quitosano varía entre 50 y 66 MPa, dependiendo del grado de desacetilación[9] y del disolvente utilizado en la preparación de la solución de quitosano empleada en la etapa de colada[10].Hwang et al.[11] han informado que la resistencia a la tracción de las películas de quitosano aumenta con el peso molecular, mientras que la elongación de la película no parece verse afectada por el peso molecular del polímero. Otro estudio demostró que la resistencia de la película oscilaba entre 49,6 y 59,4 MPa, según las condiciones de secado empleadas tras la colada húmeda[12].

La ingeniería de tejidos se basa en un conjunto de técnicas de reconstrucción de nuevos órganos y tejidos. Basada en conocimientos de ciencia e ingeniería de materiales, biología y medicina, la técnica consiste en la expansión in vitro de células viables obtenidas del paciente sobre andamios poliméricos. El andamio se degrada mientras se forma un nuevo órgano o tejido. Los poli(α-hidroxiácidos) son los principales polímeros biodegradables y biorreabsorbibles utilizados en ingeniería tisular. En el desarrollo y la selección de andamiajes biorreabsorbibles, el tiempo de degradación es fundamental para el éxito de la biocompatibilidad y la biofuncionalidad. Por ello, los estudios sobre degradación suelen abordar variables como la composición química, la cristalinidad, la morfología del andamio y el procesamiento de estos materiales. En este artículo se revisan los trabajos recientes sobre polímeros biorreabsorbibles utilizados como andamiajes en la ingeniería de tejidos.INTRODUCCIÓNCuando la estructura biológica de un órgano o tejido no puede repararse, la alternativa viable para restablecer las funciones normales del paciente es sustituirlo por un implante fabricado con un biomaterial [1]. Según el tiempo que permanezcan en el cuerpo humano, los implantes pueden clasificarse en dos grandes grupos: permanentes o temporales. Los implantes permanentes casi siempre generan una respuesta benigna a un cuerpo extraño, pero pueden dar lugar a complicaciones clínicas más graves, como la contracción tisular.Entre los materiales utilizados como implantes, los polímeros tienen un gran potencial de uso, ya que suelen ser fáciles de producir y manipular y tienen características similares a las de los materiales biológicos [2]. Desde la década de 1960, los implantes temporales fabricados con polímeros biorreabsorbibles han adquirido una importancia creciente en el ámbito médico, utilizándose en una amplia gama de aplicaciones en el cuerpo humano, tales como suturas quirúrgicas [3], sistemas de liberación controlada de fármacos [4], endoprótesis [5] y dispositivos ortopédicos [6]. En la actualidad forman parte de la vida cotidiana de los centros quirúrgicos de todo el mundo.Aunque existen muchos dispositivos protésicos artificiales, pocos pueden sustituir por completo funciones biológicas complejas. En las situaciones clínicas más graves, sólo el trasplante de órganos puede restablecer las actividades orgánicas. Por lo tanto, de forma idealizada, la mejor alternativa sería obtener un nuevo órgano o tejido sustituyendo al que no cumple sus funciones normales. Hoy en día, la idea de reconstruir órganos y tejidos creados en el laboratorio está muy extendida y se investiga en todo el mundo [7,8].