Caracterización de nanomateriales compuestos con matriz de carragenina reforzados con óxido de grafeno, nanotubos de carbono y nanopartículas de origen biológico
La utilización de biopolímeros en reemplazo de los polímeros tradicionales sintéticos es una necesidad creciente en todos los campos de la industria. La carragenina es un polisacárido que se extrae de las algas, por lo que se considera una alternativa a tomar en cuenta ya que es un material abund...
| Autor Principal: | Ortecho Luna, David Amador |
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| Formato: | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6981 |
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| Sumario: |
La utilización de biopolímeros en reemplazo de los polímeros tradicionales sintéticos es una
necesidad creciente en todos los campos de la industria. La carragenina es un polisacárido
que se extrae de las algas, por lo que se considera una alternativa a tomar en cuenta ya que
es un material abundante, económico y biodegradable.
El objetivo principal de esta tesis es desarrollar y caracterizar nanocompuestos a partir de
una matriz de carragenina con diversos nanorefuerzos tales como óxido de grafeno y
nanotubos de carbono de pared simple y múltiple. Las películas obtenidas se caracterizarán
estructural, térmica, morfológica y mecánicamente.
Para cumplir con lo trazado en el objetivo principal, en primer lugar se procedió a hacer una
revisión del estado del arte, presentando los fundamentos básicos para el desarrollo de
nanocompuestos, describiendo las generalidades de la carragenina, el óxido de grafeno y los
nanotubos de carbono, así como también los procesos más conocidos de síntesis de
nanocompuestos.
Se procedió a extraer el biopolímero de las algas y luego se elaboraron los nanocompuestos
de tres tipos diferentes: los reforzados con óxido de grafeno, nanotubos de carbono de pared
múltiple y nanotubos de carbono de pared simple. Cada tipo de nanocompuesto fue preparado
con tres porcentajes de peso de refuerzo: 1%, 3% y 5%. Todas las películas fueron sometidas
a difractómetría de rayos X, espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier,
termogravimetría, calorimetría de barrido diferencial, microscopía electrónica de barrido y
de fuerza atómica, y a ensayos de tracción.
Los resultados obtenidos demuestran una buena interacción entre la matriz y los refuerzos,
ya que las propiedades estructurales de la matriz no se ven afectadas por la presencia de
nanopartículas. Las propiedades térmicas se mantienen estables ya que no existen cambios
considerables en la temperatura de degradación térmica ni en la de transición vítrea, sin
embargo se observa una mayor cantidad de masa remanente luego de la pirolisis de la matriz
cuando esta se encuentra reforzada con los refuerzos estudiados. Las pruebas de microscopía
muestran una correcta dispersión de los refuerzos a lo largo de todas las muestras por lo que
se puede asegurar que el proceso de obtención de los films ha sido efectivo. Las pruebas
mecánicas ofrecen notables resultados, ya que se observan mejorías considerables en todos
los casos analizados. La resistencia a la tracción aumentó hasta en un 93.29% para los
nanocompuestos reforzados con óxido de grafeno, y el módulo de elasticidad se elevó en un
573.11% en el caso de los nanocompuestos de nanotubos de carbono de pared simple. Las
mejores propiedades mecánicas se encontraron al 5% de refuerzo en todos los casos. |
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