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].

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.

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].

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.

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.

Se sintetizó una sal cuaternaria de quitosano en presencia de cloruro de glicidil trimetil amonio. El polímero se caracterizó mediante técnicas espectroscópicas: infrarrojo, 13C y 1H RMN, mientras que la cantidad de grupos de amonio cuaternario se obtuvo por condutimetría. La eliminación de Cr (VI), Mo (VI) y Se (VI) de soluciones acuosas se llevó a cabo en procesos de adsorción por lotes. El proceso pareció depender del pH para el Cr (VI) y el Se (VI), con un pH óptimo comprendido entre 4,0 y 6,0; mientras que para el Mo (VI) la adsorción permaneció casi constante dentro del intervalo entre 4,0 y 11,5. El modelo de isoterma de Langmuir proporcionó el mejor ajuste de los datos de equilibrio en toda la concentración investigada. En el experimento, un gramo de sal de quitosano cuaternario reticulado adsorbió 68,3 mg de cromo, 63,4 mg de molibdeno y 90,0 mg de selenio. El proceso de adsorción siguió una ecuación de velocidad cinética de pseudo segundo orden y el equilibrio respecto a los tres iones se alcanzó al cabo de 200 minutos. Los estudios de energía de dispersión de rayos X mostraron que el principal mecanismo de adsorción es el intercambio iónico entre grupos Cl- en la superficie del polímero por oxianiones de la solución y el intercambiador aniónico mostró el siguiente orden de selectividad: Cr (VI) > Mo (VI) > Se (VI).INTRODUCCIÓNLa preocupación y el interés por las cuestiones medioambientales ha ido en aumento a lo largo de las décadas. Los científicos de todo el mundo han desarrollado investigaciones destinadas a evaluar y reducir el impacto de la contaminación en la biosfera, así como desarrollar tecnologías limpias que generen menos residuos.Entre los diversos contaminantes, los metales han recibido especial atención, ya que algunos son extremadamente tóxicos para una gran variedad de organismos, incluso en concentraciones extremadamente bajas. Las actividades industriales y agrícolas, así como la eliminación de residuos domésticos, contribuyen a la liberación de metales al medio ambiente. La minería, las centrales termoeléctricas, la galvanoplastia y las curtidurías son las industrias que producen más efluentes que contienen metales tóxicos procedentes de sus procesos.El tratamiento clásico de los efluentes que contienen metales implica procesos físico-químicos de precipitación, intercambio iónico y procesos electroquímicos. El método más utilizado en la actualidad es la precipitación seguida de la sedimentación y la filtración. Sin embargo, estas técnicas tradicionales son inadecuadas para la descontaminación de grandes volúmenes de efluentes que contienen metales en bajas concentraciones, debido a la baja eficiencia operativa y los elevados costos de este proceso.

El moldeo en autoclave produce compuestos poliméricos, en los que las condiciones de procesamiento pueden optimizarse con el conocimiento fisicoquímico de la matriz polimérica. La reacción de curado evoluciona simultáneamente con los cambios en la reología, lo que normalmente se denomina comportamiento reo-cinético. Con el conocimiento del ciclo de curado adecuado se pueden identificar los pasos en los que se debe aplicar presión y cuándo elevar la temperatura. Este trabajo tiene como objetivo investigar el curado, la cinética y los parámetros reológicos de tres sistemas epoxi preimpregnados, a saber, F161, F584 y 8552, que se utilizan actualmente en la industria aeronáutica brasileña. Se han utilizado técnicas de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y reológicas, tanto en modo isotérmico como dinámico. Los datos cinéticos se obtuvieron a partir del DSC dinámico e isotérmico, realizándose las mediciones reológicas durante el curado. Los modelos matemáticos utilizados fueron el modelo de reacción de enésimo orden y el modelo autocatalítico de orden 2. La temperatura de gelificación fue de ~100 °C, y el tiempo de gelificación correspondiente fue de 135 s. Con la determinación de la cinética de curado y de los parámetros reológicos de los sistemas preimpregnados, se estableció un ciclo de curado que permitió obtener compuestos de altas prestaciones mediante el moldeo en autoclave.INTRODUCCIÓNLa combinación de baja masa específica y alta resistencia y rigidez que proporcionan los materiales compuestos de polímeros avanzados permite que esta clase de materiales se utilice en las industrias aeronáutica y aeroespacial como sustituto de los materiales metálicos tradicionales. Componentes estructurales para aeronaves civiles y militares, como flaps, timón, carenados, empenajes, góndolas, alerones, depósitos de combustible, profundímetros, cono de cola, entre otros, que antes se fabricaban con aleaciones de aluminio, titanio y aceros especiales, ahora se fabrican mayoritariamente en su gran mayoría de estructuras laminadas de materiales preimpregnados fabricados a partir de compuestos de polímeros avanzados.Los composites poliméricos avanzados pueden ofrecer a los componentes estructurales alta resistencia a la fatiga y a la corrosión, baja conductividad térmica, aislamiento acústico y térmico, y facilidad para obtener geometrías complejas, garantizando un mejor rendimiento en servicio. Con el constante proceso tecnológico, los composites poliméricos avanzados han mostrado nuevos espacios en aplicaciones no aeronáuticas, contribuyendo al mismo tiempo al crecimiento del interés industrial por desarrollar y producir productos más ligeros con elevados niveles de calidad y resistencia estructural.

La poli (lactida-co-glicolida) es un polímero con propiedades de bioabsorción y biodegradación. Se han estudiado las propiedades físicas y químicas de este polímero para modular su susceptibilidad a la degradación y su interacción con células y fluidos biológicos, con vistas a aplicaciones médicas y odontológicas. En este trabajo, se prepararon membranas de poli (lactida-coglicolida) con y sin plastificante por evaporación de disolvente y se caracterizaron mediante experimentos in vitro e in vivo. Los estudios in vitro mostraron que la temperatura de transición vítrea disminuía debido a la adición de plastificante y, en consecuencia, aumentaba su flexibilidad. Durante la degradación, aparecen zonas cristalinas y porosas. Los estudios in vivo demostraron que el polímero se degradaba rápidamente sin causar inflamación y protegía las zonas expuestas a agentes externos. Además, las membranas mejoraron el tiempo de cicatrización de las heridas, lo que indica que pueden utilizarse potencialmente en la reparación de la piel.INTRODUCCIÓNLos primeros usos de polímeros in vivo fueron en aplicaciones en las que el material permanecía inerte durante la implantación y se debían evitar o minimizar las interacciones no deseadas. Aunque evitar respuestas no deseadas sigue siendo importante para muchas aplicaciones, los nuevos polímeros son capaces de interactuar con las células para promover el crecimiento y la diferenciación.En la clase de los poli (α-hidroxiácidos) hay muchos ejemplos de polímeros biorreabsorbibles que, tras ser implantados en el organismo con un propósito específico, son absorbidos por el organismo. Ejemplos de tales polímeros son el poli (ácido L-láctico) (PLLA), el poli (ácido glicólico) (PGA), el poli (p-dioxanona) (PPD), el poli (hidroxi butirato) (PHB), el poli (hidroxi valerato) (PHV) y sus copolímeros.El poli (ácido L-láctico) se degrada lentamente, generando unidades cristalinas que pueden provocar una larga y prolongada respuesta del tejido. Por otro lado, el poli (ácido glicólico) se degrada tan rápidamente que se vuelve inconveniente para la mayoría de las aplicaciones. La gran ventaja de utilizar un copolímero formado por las unidades monoméricas de los dos polímeros es poder variar la proporción entre ellos y optimizar el tiempo de degradación del material para determinadas aplicaciones.El proceso de degradación del polímero que compone el material varía en función de su masa molar, su composición, su estructura y la cantidad de polímero aplicada. Por lo tanto, es importante estudiar estas propiedades, ya que determinan el tipo y la intensidad de la respuesta inflamatoria del tejido.

En este trabajo se ha realizado un estudio de las tendencias tecnológicas en nanotecnología aplicada al sector de los materiales poliméricos, a partir de información extraída de documentos de patentes. Se utilizó como fuente de datos la oficina de patentes de la USPTO (United States Patent Trademark Office). Los datos se suministraron vía web, utilizando varias palabras clave. Se realizó un mapeo de los principales países contribuyentes, tipos y año de depósito de las patentes, sectores de aplicación, tipos de polímeros utilizados, principales aditivos y cargas incorporadas a las matrices poliméricas.INTRODUCCIÓNEl término nanotecnología ha revolucionado el mundo de la ciencia, trayendo mucha expectación a este sector en expansión. El objetivo de la nanotecnología es crear nuevos materiales y desarrollar productos y procesos basados en la creciente capacidad para manipular átomos y moléculas. Los ámbitos de aplicación de la nanotecnología abarcan diversos sectores industriales y de servicios. La multiplicidad de aplicaciones es inmensa y requiere conocimientos multidisciplinares basados en la física, la química, la biología, la ciencia e ingeniería de materiales, la informática, entre otras áreas, que pretenden ampliar la capacidad humana de manipular la materia hasta los límites del átomo.Actualmente, varios países han iniciado iniciativas para invertir en nanotecnología. La mayoría de los países tienen un sector bien estructurado en este ámbito, con programas científicos que animan al gobierno a liberar fondos para la investigación, incentivando a las empresas a utilizar esta tecnología para mejorar el rendimiento de sus productos. Muchas empresas de todo el mundo han invertido en nanotecnología, pero es en Estados Unidos donde se encuentra la mayoría de ellas.En el campo de los materiales, el potencial de la nanotecnología es inmenso. Se están desarrollando nuevos materiales poliméricos nanoestructurados con propiedades innovadoras. Además, la producción de estos materiales sufrirá profundos cambios. Arcillas como la montmorillonita, de la que Brasil tiene extensos yacimientos, pueden utilizarse para producir nanocompuestos. En términos económicos, el impacto de esta iniciativa será significativo, ya que la producción de materiales poliméricos mueve miles de millones de dólares al año y representa uno de los sectores más importantes de la economía mundial. Varios países, entre ellos Brasil, cuentan con importantes reservas de arcillas de calidad que podrían explotarse para aplicaciones en este ámbito.El objetivo de este estudio fue llevar a cabo una revisión de la nanotecnología, con énfasis en el sector de los materiales poliméricos, basándose en información extraída de documentos de patentes.

Los polímeros conductores iónicos o electrolitos poliméricos preparados con la adición de una sal soluble en una matriz polimérica sólida son materiales muy importantes, asociados a una intensa actividad investigadora y esfuerzos tecnológicos. Los estudios estructurales en un sistema de sal disuelta en una matriz polimérica sólida amorfa o semicristalina pueden realizarse con diversas técnicas, como la RMN, Raman y la Espectroscopia de Aniquilación de Positrones. Los estudios estructurales se correlacionan con las propiedades electroquímicas con el fin de evaluar estos materiales para aplicaciones en baterías, supercondensadores y células solares. Los investigadores brasileños están contribuyendo a la investigación fundamental y al desarrollo de nuevas aplicaciones de los electrolitos poliméricos.INTRODUCCIÓNLa producción, el almacenamiento y la distribución de energía son algunas de las mayores preocupaciones de la sociedad contemporánea. El desarrollo de materiales de electrodo y electrolito ha creado oportunidades para nuevos tipos de sistemas de generación y almacenamiento, que podrían contribuir decisivamente al desarrollo sostenible y armonioso de la sociedad tecnológica.El uso de fuentes de energía alternativas inagotables, como la energía solar y la eólica, requiere sistemas con alta potencia de almacenamiento para validar su aplicación. Dentro de este contexto, el estudio de materiales sólidos conductores iónicos ha adquirido una gran importancia. La investigación espacial, la creación de nuevos tipos de memoria y arquitectura de ordenadores, dispositivos biomédicos y microsensores para el control del ambiente son algunas de las áreas que se han beneficiado del desarrollo de estos materiales.Los electrolitos poliméricos contrastan fuertemente con los habituales conductores iónicos basados en cerámicas, como la β-alúmina sódica, el vidrio y los cristales inorgánicos, en lo que respecta al modo de transporte de la carga y a la conductividad iónica, que es de 100 a 1.000 veces menor en el caso de los polímeros. Este obstáculo se ve compensado por una serie de factores; por ejemplo, los electrolitos poliméricos pueden formar películas muy finas con una gran superficie, lo que da valores de >100 W dm^-3 a los dispositivos.Desde un punto de vista electroquímico, cuando se produce un cambio de volumen durante los ciclos de carga y descarga, la célula electroquímica basada en electrolitos poliméricos permanece estable, sin la degradación observada en los materiales cristalinos o vítreos, debida al estrés mecánico. Otra ventaja es que los electrolitos poliméricos no requieren la incorporación de un separador poroso inerte en la célula.