Desarrollo de filmes de nanocomposites con propiedades especiales a partir de hidróxidos dobles laminares híbridos

Resumen

Resumen de la tesis: El objetivo de esta tesis ha sido la obtención de filmes fabricados con polietileno o copolímero EVA, para su utilización en cubierta de invernadero, con propiedades ópticas mejoradas mediante la incorporación de los aditivos en forma de hidróxidos dobles laminares también llamados arcillas aniónicas. Los aditivos empleados han sido sustancias aniónicas susceptibles de ser introducidas entre las láminas de un hidróxido doble laminar (HDL) mediante un proceso de intercambio aniónico en medio acuoso, para la obtención de un HDL modificado o híbrido. Se han empleado cuatro sustancias para la preparación de los HDL híbridos, el blanqueante óptico (BO) disodio 2,2'-([1,1'- bifenil]-4,4'-diildivinileno)-bis(bencenosulfonato), la sustancia absorbedora ultravioleta sal sódica del ácido fenilbenzimidazol sulfónico (PBS) y los colorantes indicadores halocrómicos azul de bromo timol y amarillo de metilo. A partir de los hidróxidos dobles laminares híbridos se han desarrollado tres tipos de filmes, uno con propiedades fluorescentes, otro con propiedades barrera frente a la radiación UV y un último film que actúe como sensor por cambio de color frente a la acumulación de azufre. La incorporación de estas sustancias en forma de HDL híbridos pretende mejorar su dispersión y compatibilización con la matriz de polietileno y potenciar su efecto óptico, ya que las arcillas laminares pueden dispersarse en forma de láminas de dimensiones nanométricas, además de inmovilizar el aditivo para evitar su migración. En una primera fase de la tesis se han preparado los tres tipos hidróxidos dobles laminares híbridos y se ha procedido a su caracterización, mediante análisis elemental CHNS y XRF, térmicos TGA y espectroscópicos FT-IR y DRX, y se ha confirmado el éxito del proceso de intercambio y la composición de las arcillas obtenidas. En una segunda fase se han preparado los filmes con los aditivos puros y con los HDL híbridos obtenidos, mediante extrusión del material fundido, con y sin el uso de una sustancia compatibilizante, el surfactante no iónico sorbitán monoestearato. Posteriormente se ha procedido al estudio comparativo de las propiedades de los filmes obtenidos; comportamiento óptico frente a la 4 de 225 radiación UV-VIS, propiedades mecánicas en tracción y propiedades reológicas, estas últimas obtenidas mediante ensayos dinámicos oscilatorios del material fundido. Los resultados obtenidos han confirmado una mejora importante de las funciones ópticas de los filmes formulados con los HDL híbridos, así como de otras propiedades estudiadas. En una tercera fase se ha formulado el film indicador óptico de azufre acumulado, utilizando en su preparación, además de la matriz plástica y los colorantes indicadores, una sustancia buffer y un polímero superabsorbente, con el fin de ajustar el rango de pH de trabajo. Posteriormente se ha verificado su funcionamiento en un ambiente simulado de acumulación de azufre, similar al que transcurre en los invernaderos en los que se aplica sublimación de azufre para el control de enfermedades, comprobando el cambio de color experimentado y asociándolo a los niveles de concentración de azufre acumulado. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/