Materiales poliméricos

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Nuevos materiales poliméricos derivados  de fuentes renovables

Nuevos materiales poliméricos derivados de fuentes renovables

En las últimas décadas se ha trabajado sobre el concepto de la Biomásica como alternativa de la Petroquímica. Existe un creciente interés en el uso de materiales renovables para energía y nuevos materiales. En este trabajo se estudió la síntesis de nuevos materiales poliméricos derivados de materiales renovables, especialmente lignina, por acción de sistemas enzimáticos oxidativos derivados de G. trabeum y P. ostreatus. El propósito fue la optimización y modelización de la producción de enzimas por fermentación semisólida. Se estudió la actividad en ligninas kraft y organosolv y se observó disminución del peso molecular e incremento de los grupos carboxilo. Se concluye que para los dos hongos el origen de la lignina es irrelevante. Sin embargo, aparecen diferencias cuando se utilizan compuestos modelo de lignina. Se ha observado diferente crecimiento y aparición de sistemas enzimáticos, responsables del peso molecular y el grado de oxidación de los grupos funcionales. Se considera que la producción estandarizada de enzimas favorecerá en el futuro su uso industrial de “unidades definidas” o “bloques”. En trabajos futuros se estudiará la cinética de producción.
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Materiales poliméricos compuestos con polietileno (PEBD) y fibras del árbol Maclura tinctoria (Moraceae)

Materiales poliméricos compuestos con polietileno (PEBD) y fibras del árbol Maclura tinctoria (Moraceae)

RESUMEN: Costa Rica cuenta con extensas áreas de bosques tropica- les, las cuales deben ser manejadas con cuidado y con el conocimien- to adecuado, para lograr conservar la biodiversidad y proporcionar materias primas renovables. En esta investigación caracterizamos las ramas, las hojas y la corteza de Maclura tinctoria o popularmente co- nocido como el “árbol de mora”. Se fabricaron materiales poliméricos compuestos, posteriormente se aplicó espectrometría de infrarrojos, cromatografía de líquidos, microscopía óptica y se realizo el análisis de las propiedades térmicas y mecánicas de los materiales. Encontramos polifenoles en todas las partes del árbol. El sustrato natural aumenta la temperatura de cristalización y reduce la cristalinidad del polietileno de baja densidad (LDPE). El módulo de elasticidad es más alta para el material compuesto que para el LDPE. Las fibras de esta especie son una alternativa prometedora para los nuevos productos y para reducir el impacto ambiental de los materiales poliméricos tradicionales. Palabras clave: Maclura tinctoria, materiales poliméricos compues- tos, fibras de árbol de mora, polietileno de baja densidad PEBD, caracterización.
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Aplicación del método de derivación e integración al modelado del comportamiento mecánico y dieléctrico de materiales poliméricos

Aplicación del método de derivación e integración al modelado del comportamiento mecánico y dieléctrico de materiales poliméricos

Los operadores diferenciales e integrales de orden arbitrario nos han permitido desarrollar modelos que describen el comportamiento mecánico y dieléctrico de materiales poliméricos como el PEN, caracteri- zados por al menos tres fenómenos de relajación. La forma de las curvas teóricas de los espectros mecánicos y dieléctricos puede modificarse hacien- do variar los órdenes fraccionarios de los “spring- pots” y de los “cap-resitors”, que constituyen al MFM y al MFD. La comparación entre los resultados ex- perimentales y las predicciones teóricas muestran que los resultados experimentales de los espectros mecánicos y dieléctricos son reproducidos, respec- tivamente, por el MFM y por el MFD. Lo anterior ha permitido relacionar cuantitativamente los espectros mecánicos y dieléctricos con la movilidad molecu- lar del PEN, ya que los órdenes fraccionarios pue- den considerarse como una medida relativa de la movilidad molecular asociada a cada fenómeno de relajación.
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Aplicación del cálculo fraccional a la reología de  materiales poliméricos

Aplicación del cálculo fraccional a la reología de materiales poliméricos

Por medio del cálculo fraccional ha sido posible extender el MZF para desarrollar un modelo matemático denominado MZFE con el cual es posible estudiar las propiedades reológicas de materiales poliméricos amorfos en un intervalo de frecuencia que abarca la transición vítrea y el flujo del material. Los resultados teóricos del MZFE son consistentes con datos experimentales.

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Caracterización de materiales poliméricos mediante elipsometría multiángulo

Caracterización de materiales poliméricos mediante elipsometría multiángulo

En la Figura 25 mostramos el índice de refracción (n, parte real) en función de la longitud de onda para el APAF-6F antes y después de la reordenación térmica. Analicemos cualitativamente la forma de las dos curvas mostradas: Muestra a 290 o C: Este espectro reproduce el comportamiento espe- rado para la parte real del índice de refracción, pues muestra un pico de resonancia centrado aproximadamente en la frecuencia del color azul. Nótese que la variación de n no es tan brusca como se indicó anterior- mente (ver Figura 17), ya que el rango de frecuencias mostrado aquí es mucho más específico y por lo tanto la curva queda ampliada. Además, el intervalo de cambio de n es pequeño (entre 2.74 y 2.78, aproximada- mente), como cabe esperar para el tipo de materiales poliméricos que estamos estudiando. Un último apunte interesante es que observamos que para longitudes de onda muy cortas el índice de refracción no cae a uno, como cabría esperar en una situación ideal. Justificamos esto apelando a la existencia de mecanismos que todavía son capaces de res- ponder a frecuencias superiores a las puestas en juego en estas medidas. Dichos procesos suelen estar asociados a los electrones de valencia más internos, o incluso a los nucleones.
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Modelo fraccional que describe el comportamiento reológico de materiales poliméricos amorfos

Modelo fraccional que describe el comportamiento reológico de materiales poliméricos amorfos

Con el objetivo de dar validez al modelo desarro- llado, se compararon los resultados teóricos ob- tenidos con resultados experimentales extraídos de la bibliografía, para materiales poliméricos amorfos, cuyos espectros experimentales mues- tran los dos fenómenos estudiados en este traba- jo: la transición vítrea y el comportamiento del flujo. Los resultados experimentales utilizados corresponden a un poliestireno atáctico. 5

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Fractura de materiales poliméricos a altas velocidades de solicitación

Fractura de materiales poliméricos a altas velocidades de solicitación

Capítulos 4 y 5. Finalmente, fue de rigor abordar un cuarto capítulo referido a la flexión por impacto de baja energía y otro quinto capítulo similar que versa sobre la indentación por impacto, para la presentación, interpretación y análisis de resultados, así como la correspondiente discusión. En cada caso, se inicia el estudio analizando las respectivas curvas experimentales y coeficientes de restitución resultantes de los ensayos realizados en las muestras estudiadas y, en función de las principales variables involucradas durante el impacto. Seguidamente, como una aproximación al impacto de baja energía en materiales poliméricos y en consideración a su naturaleza viscoelástica, se proponen modelos para representar aproximadamente estos fenómenos de flexión e indentación por impacto. Por último, para su verificación, estos modelos son contrastados con los datos experimentales obtenidos a partir de los correspondientes ensayos: curva experimental, tiempo de contacto y fuerza máxima. Asimismo, se analizan los resultados de algunas propiedades mecánicas determinadas según estos modelos.
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COMBINACIÓN DE ESTRUCTURAS SÁNDWICH CON MATERIALES POLIMÉRICOS PARA LA MEJORA DE LA ABSORCIÓN ACÚSTICA

COMBINACIÓN DE ESTRUCTURAS SÁNDWICH CON MATERIALES POLIMÉRICOS PARA LA MEJORA DE LA ABSORCIÓN ACÚSTICA

Con el desarrollo del presente trabajo se pretende estudiar la influencia de la ordenación de los distintos materiales textiles y obtener la combinación optima, consiguiendo una alta capacidad de absorción acústica en todo el rango de frecuencias, consideradas de interés para la acústica arquitectónica. Para ello se han realizado diferentes combinaciones en estructura de sándwich de materiales poliméricos textiles, con buena absorción de altas frecuencias y velos de nanofibras poliméricas, utilizando distinto número de capas y colocación de las mismas.

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Estudio del comportamiento eléctrico (corriente vs tiempo) de materiales poliméricos

Estudio del comportamiento eléctrico (corriente vs tiempo) de materiales poliméricos

Finalmente el mecanismo de conducción asociado a mecanismos dipolares, aunque este fenómeno está más relacionado con los polímeros que son utilizados como materiales dieléctricos (siguiente sección), describiremos de manera resumida dicho mecanismo y en la siguiente sección se describirán más detalles. La corriente eléctrica generada en este mecanismo se debe a los efectos que produce un campo eléctrico externo, en ciertos casos cuando el material polimérico no presenta grupos iónicos en su estructura, el campo eléctrico dependiendo de su intensidad, produce que las nubes electrónicas se deformen, induciéndose con esto la formación de dipolos eléctricos [27] . Posteriormente los dipolos eléctricos se orientan alineándose con el campo eléctrico aplicado, lo que genera una corriente eléctrica. Por otra parte, si la estructura del polímero presenta grupos iónicos, entonces presenta dipolos eléctricos denominados “dipolos permanentes”, y el campo eléctrico aplicado genera un proceso de orientación de dichos dipolos, induciéndose con esto una corriente eléctrica de polarización [28] .
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Materiales poliméricos dieléctricos

Materiales poliméricos dieléctricos

Es importante mencionar que cuando el campo eléctrico aplicado es eliminado, el material tiene una fuerte tendencia a restablecer sus características estructurales originales. Aquellos materiales que pueden llegar a restablecer por completo su estructura cuando se elimina el campo eléctrico aplicado, podrán repetir el fenómeno un número infinito de veces, y se identifican como materiales dieléctricos ideales. Por supuesto estos materiales no existen en la naturaleza; sin embargo habrá algunos que tengan un comportamiento cercano al ideal, a estos materiales se les denomina “materiales dieléctricos”, siendo su principal aplicación el almacenamiento de energía eléctrica.
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Materiales poliméricos biodegradables para ser usados en recubrimientos : preparación por modificación de materiales de origen natural /

Materiales poliméricos biodegradables para ser usados en recubrimientos : preparación por modificación de materiales de origen natural /

Tesis Doctoral Agustín González | 14 estudiados por la comunidad científica. Diversas metodologías sintéticas, de preparación o modificación de estos recursos naturales son desarrolladas en estos tiempos, en busca de materiales con propiedades macroscópicas optimizadas capaces de reemplazar a los plásticos convencionales derivados del petróleo. Entre ellas, se pueden enumerar los tratamientos físicos, químicos o enzimáticos, como mezclas con aditivos hidrofóbicos (como lípidos neutros, ácidos grasos o ceras) (J. W. Rhim, 2004), mezclas con otros polímeros (Calabria et al., 2009; Guerrero et al., 2011b), modificación de las condiciones de secado (G. Denavi et al., 2009), tratamiento enzimático (Stuchell y Krochta., 1994; C. Tang et al., 2005), curado térmico (Ki Myong Kim et al., 2002), entrecruzamiento con radiación UV (A. Gennadios et al., 1998) y modificaciones químicas, como por ejemplo entrecruzamientos (González et al., 2011; S. K. Park et al., 2000; J W Rhim et al., 1998), injertos con monómeros vinílicos (El-Tahlawy et al., 2006; Harish Prashanth et al., 2005; Prashanth y R. N. Tharanathan, 2003), utilización de nanorefuerzos (Chen et al., 2012; Kristo y Biliaderis, 2007), etc.
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Fabricación y caracterización de materiales poliméricos submicrocelulares a partir de polímeros nanoestructurados

Fabricación y caracterización de materiales poliméricos submicrocelulares a partir de polímeros nanoestructurados

Sin embargo los materiales porosos no pueden considerarse una invención de la humanidad, la naturaleza ha utilizado ampliamente esta aproximación durante la evolución de la vida sobre la Tierra, siendo posible encontrar materiales en estructuras vivas (vegetales o animales) con estructuras porosas, como por ejemplo la madera, corcho, las esponjas marinas, o los huesos de diferentes especies de vertebrados [5]. Pero reproducir estas estructuras vivas por medios artificiales dista mucho de ser simple. Las estructuras de organismos vivos se desarrollan con la estrategia denominada “bottom-up” (“de abajo a arriba”), con las células del organismo organizándose para formar la estructura, y respondiendo a las demandas externas a las que esa estructura es sometida. Por ejemplo, la estructura de los huesos humanos (Figura 0.1, izquierda) se organiza para proveer el soporte necesario al cuerpo humano, y puede reforzarse si esas demandas se incrementan (como por ejemplo con el ejercicio físico).
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Desarrollo de una nueva técnica de base colorimétrica para una rápida evaluación de la biodegradabilidad de materiales poliméricos

Desarrollo de una nueva técnica de base colorimétrica para una rápida evaluación de la biodegradabilidad de materiales poliméricos

Los resultados anteriores indican la importancia en la selección de los microorganismos indicadores de biodegradación, ya que cada bacteria posee distintas preferencias nutricionales y puede presentar diferencias metabólicas significativas. Por lo tanto, es interesante la evaluación del microorganismo con el fin de encontrar aquel más adecuado para evidenciar el potencial carácter biodegradable de un material o, a la inversa, utilizar esta metodología para realizar un screening en la búsqueda de microorganismos que puedan ser eficientes para degradar un material plástico en particular. Por ejemplo, los resultados mostrados en la Figura 6 sugieren que Pseudomona aeruginosa podría ser una bacteria muy eficiente para llevar adelante procesos degradativos de materiales plásticos constituidos a base de polímeros naturales. Los valores de absorbancia relativa alcanzados al emplear films de WPC/Gli como fuente de nutrientes superan en un orden de magnitud a los obtenidos para los otros microorganismos ensayados, en iguales condiciones, e incluso con los propios valores de viabilidad alcanzados al utilizar Glucosa como fuente de carbono (control positivo).
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Estrategias de obtención y modificación de materiales poliméricos de interés : síntesis, caracterización y posibles aplicaciones

Estrategias de obtención y modificación de materiales poliméricos de interés : síntesis, caracterización y posibles aplicaciones

Específicamente, las interacciones que tienen lugar en los procesos de cambio de volumen, ya sea hinchamiento o colapso, de estos materiales involucra fuerzas iónicas, del tipo puente hidrógeno, fuerzas de van der Waals, o interacciones hidrofóbicas. Estas fuerzas son las responsables de la interconversión del gel entre las dos fases posibles. Por un lado, si las condiciones ambientales mantienen o causan que una o varias de estas interacciones sean más fuertes, el hidrogel tenderá a colapsar, expulsando el solvente. Por otro lado, los estímulos externos podrían ser los responsables de minimizar estas interacciones, o bien de generar fuerzas repulsivas entre los grupos funcionales, expandiendo el gel mediante el ingreso de solvente a la red. Estas transiciones de fase proporcionan un cambio en las propiedades físicoquímicas del polímero 13 . La Figura II.I representa las fuerzas que controlan el
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Optmización de microscopía de fuerzas atómicas para la caracterización de materiales poliméricos utilizados en la industria aeronáutica

Optmización de microscopía de fuerzas atómicas para la caracterización de materiales poliméricos utilizados en la industria aeronáutica

La microscopía electrónica de barrido se ha utilizado para obtener imágenes de alta resolución tanto de las resinas como de los materiales compuestos, con el fin de obtener una visión complementaria al resto de técnicas de caracterización morfológica. El SEM es una técnica muy versátil empleada en muchos laboratorios industriales y de investigación y desarrollo debido a su alta resolución lateral, su gran profundidad de foco y su facilidad para el microanálisis por energía dispersada de rayos X [29,30]. Con la microscopía electrónica de barrido, se obtiene la imagen de la muestra al incidir un haz de electrones sobre ella. Los electrones se generan en una fuente de cátodo incandescente y se aceleran mediante un campo electromagnético con energía de 100 KeV. Como consecuencia de la incidencia del haz de electrones sobre la muestra, se producen en la superficie diversos tipos de señales, a causa de la interacción, que incluyen electrones retrodispersados, secundarios y Auger, fotones debidos a la fluorescencia de Rayos X y otros fotones de diversas energías. Todas estas señales se utilizan en estudios superficiales, pero las que se emplean en este tipo de microscopios son los que corresponden a electrones retrodispersados y secundarios [30,31]. Estos tipos de electrones interaccionan de distinta manera con las muestras sólidas:
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Desarrollo de técnicas de remoción de fenol con materiales poliméricos impregnados

Desarrollo de técnicas de remoción de fenol con materiales poliméricos impregnados

Las características de los materiales utilizados en la elaboración de cada uno de estos dispositivos dependen de su aplicación. Así, en el caso de las prótesis permanentes deben ser resistentes, estables y biocompatibles, es decir, deben presentar una respuesta apropiada en el paciente sin dar lugar a una respuesta al “cuerpo extraño”. En el caso de dispositivos de reemplazo temporal o de ayuda en la reparación de tejidos, se elige el uso de materiales que sean biocompatibles o biodegradables, de forma que, una vez que el tejido se haya recuperado, el material sea absorbido o degradado en los fluidos corporales, evitando así la utilización de cirugías posteriores para retirarlo. Los más utilizados son el ácido poliglicólico, el ácido poliláctico y los copolímeros de ambos, la poliglactina, las polidioxanonas y los poligliconatos.
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Capítulo 8: Materiales poliméricos

Capítulo 8: Materiales poliméricos

El hombre ha empleado polímeros desde hace mucho tiempo y por ello desde el principio ha usado madera, cuero, lana y algodón como prendas de abrigo. Muchos de los polímeros naturales son baratos y considerablemente resistentes pero se han desarrollado para aquellas aplicaciones específicas que la naturaleza ha precisado (soportar un árbol, proteger un animal, etc) y no siempre se encuentran en la mejor forma para ser aplicados a las crecientes necesidades de materiales.

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Obtención y caracterización de materiales poliméricos a partir del oleato de metilo

Obtención y caracterización de materiales poliméricos a partir del oleato de metilo

En la actualidad, gran parte de los polímeros empleados en artículos de uso cotidiano, como las botellas de plástico de polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en ingles), se derivan de materias primas no renovables tales como derivados del petróleo. Estos materiales tienen largos periodos de degradación, lo que hace difícil su disposición final, ya que contribuyen en el llenado de los basureros. También son contaminantes para el medio ambiente, ya que al ser quemados liberan gases que contribuyen al efecto invernadero como el dióxido de carbono. Debido a estos inconvenientes y otros que probablemente no estamos considerando, es de vital importancia encontrar materiales renovables que sirvan como materia prima para la síntesis de polímeros cuyas propiedades sean similares a las de los polímeros actuales.
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Materiales poliméricos funcionalizados : síntesis, modificación y estudios de propiedades

Materiales poliméricos funcionalizados : síntesis, modificación y estudios de propiedades

Tal como se mencionara anteriormente, los hidrogeles tienen capacidad de absorber grandes cantidades de agua y son prometedores en numerosos usos aunque a veces las aplicaciones específicas resultan restringidas, debido a las pobres o malas propiedades mecánicas que poseen dichos materiales (1-8). La estructura, consiste de agua en su mayoría, lo que no contribuye a la resistencia mecánica del gel. Debido a su alta capacidad de retención de agua, las cadenas de polímero tienen generalmente baja capacidad de respuesta a una fuerza aplicada, convirtiéndose en materiales particularmente frágiles (9-11). Sin embargo, la fuerza de los hidrogeles se puede mejorar mediante el uso de diferentes estrategias. Algunas, consisten en aumentar la densidad de los enlaces entrecruzados; otras, en la adición de monómeros hidrofóbicos a la arquitectura del polímero, con el fin de generar áreas de mayor densidad o mayor cantidad de interacciones intermoleculares que contribuyan a incrementar el módulo o la rigidez de los hidrogeles (12-15). Estas modificaciones, dan como resultado la reducción de la cantidad de agua absorbida, para lo cual, las composiciones deben diseñarse de manera tal de generar un equilibrio y un compromiso entre la optimización de la hidrofilicidad y el mejoramiento de las propiedades mecánicas (10).
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1.1 Materiales metálicos, poliméricos, cerámicos y compuestos. Dentro de la - Introducción a los materiales_Ensayos mecánicos

1.1 Materiales metálicos, poliméricos, cerámicos y compuestos. Dentro de la - Introducción a los materiales_Ensayos mecánicos

1.1 Materiales metálicos, poliméricos, cerámicos y compuestos. Dentro de la Ingeniería de Materiales se pueden distinguir cinco grandes grupos de compuestos muy útiles y que se producen en enormes cantidades: Metales, polímeros, cerámicas, vidrios y materiales compuestos. Esta clasificación de materiales es un tanto arbitraria pero se basa principalmente en el tipo de enlace predominante en el compuesto en cuestión como se verá más en el apartado próximo. Así, los materiales cerámicos son principalmente iónicos, los materiales poliméricos tienen enlaces covalentes dentro de las macromoléculas o polímeros y en los materiales metálicos el enlace es metálico. Los vidrios son materiales iono-covalentes pero amorfos, es decir, no presentar orden de sus constituyentes (átomos e iones) a larga distancia. Como ejemplos de materiales vítreos derivados de la sílice son las ventanas, pantallas de ordenador y TV, etc. También hay otros tipos. Materiales compuestos son aquellos que contienen dos tipos de materiales diferentes, generalmente una parte covalente y otra iónica. Por ejemplo podemos destacar materiales compuestos formados por una parte cerámica (generalmente óxidos) con uniones covalentes a un polímero o radical orgánico. Se suelen utilizar mucho en la industria electrónica como recubrimiento de materiales sensibles por una capa orgánica hidrofóbica que impide el ataque.
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