Diseño y desarrollo de nanopartículas de alúmina con cadenas de polisulfona injertadas y su efecto compatibilizante en nanocomposites de polisulfona

• Autores: Amaia Llorente Muga
• Directores de la Tesis: Maria Bernarda Serrano Prieto (dir. tes.), Juan Baselga Llido (tut. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Carlos Cabanelas Valcárcel (presid.), Pilar Aranda Gallego (secret.), Amaia Soto Beobide (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Química macromolecular
      • Polímeros compuestos
      • Síntesis de macromoléculas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • El objetivo del proyecto presentado es la preparación y caracterización de nanocomposites poliméricos mediante la incorporación de nanopartículas de alúmina modificadas superficialmente para conseguir propiedades específicas. El comportamiento de los nanocomposites en aplicaciones concretas requiere propiedades interfaciales específicas. Las investigaciones realizadas hasta ahora revelan que las interfases partícula/matriz son de carácter débil, siendo fundamental conocer mejor el papel que juegan las interfases para poder desarrollar materiales con un buen comportamiento mecánico y resistencia al desgaste.

    En este trabajo de tesis se han funcionalizado nanopartículas de alúmina con cadenas de polisulfona (PSU) mediante 1,3 cicloadición dipolar entre los grupos vinilo introducidos en la superficie de las nanopartículas y los grupos azida introducidos en los extremos de cadenas de PSU de dos pesos moleculares.

    Se han preparado nanocomposites al 2, 5 y 10% en peso de nanopartículas en una matriz de PSU mediante los procesos de extrusión e inyección. La efectividad del injerto de cadenas de PSU en las nanopartículas en la dispersabilidad de las mismas en la matriz ha sido analizada en función de los diferentes parámetros que gobiernan la mojabilidad entre las cadenas injertadas y las cadenas de la matriz: Densidad de injerto (σ), Peso molecular de las cadenas injertadas (N) a un Peso molecular de la matriz (P) constante.

    Se han preparado además nanocomposites mediante una técnica denominada Jet Milling que se presenta como una posible alternativa al proceso de mezclado en fundido. Esta técnica utiliza una alta energía para realizar la mezcla polímero/nanorrelleno. Tiene la ventaja que se realiza a temperatura ambiente lo que elimina cualquier problema de degradación tal y como ocurre al emplear la extrusora. Además no requiere ninguna modificación química, haciéndolo adecuado para protocolos biocompatibles en aplicaciones biomédicas.

    Mediante esta técnica se prepararon nanocomposites nuevamente al 2, 5 y 10% en peso de nanopartículas sin funcionalizar.

    Presentamos por tanto, un trabajo novedoso en el que se pretende aumentar la adhesión interfacial entre polímero y nanopartícula, modificando la superficie de la alúmina con cadenas de la misma naturaleza que la matriz empleada, diseñando una estrategia viable para injertar covalentemente la cadena de polisulfona a la superficie de la nanopartícula.

    Además se analiza la viabilidad de una nueva técnica de mezclado en estado sólido como alternativa a la técnica de extrusión comúnmente empleada.