Efecto de la copolimerización y su estructura sobre las propiedades de polímeros rígidos.

Resumen

En el caso de María Isabel Loría, aparte de ser el apoyo principal en los proyectos del grupo de membranas, ya que es la encargada del laboratorio y manejo de reactivos, materiales y equipo dentro del mismo, trabaja intensamente en un tópico muy interesante de investigación sobre las propiedades de copolímeros aromáticos rígidos. Una de las opciones disponibles cuando se requiere usar polímeros con propiedades que se ajusten a aplicaciones específicas, es la preparación de copolímeros que contengan en su estructura 2 o mas monómeros diferentes. En el caso particular de los polímeros de ingeniería como poliamidas y poliésteres con alta resistencia a la temperatura, en los laboratorios del CICY se han estudiado dos tipos de síntesis por condensación de copolímeros rígidos con dos diferentes monómeros y dos tipos de estructura, al azar y en bloques. Los resultados indican que en el caso de copolímeros rígidos, con una distribución de sus comonómeros al azar, las propiedades térmicas, mecánicas y de transporte de gases de ellos se pueden predecir mediante reglas sencillas de mezclas. Por otro lado, en el caso de los copolímeros en bloque, en donde también es juega un papel importante el tamaño de los bloques que los conforman, la predicción de sus propiedades no se ajusta a reglas de mezclas tan simples, ya que por un lado cada uno de los bloques exhibe sus propiedades térmicas y mecánicas características, que dependen de la longitud del bloque y el monómero base del que está formado. Mientras que las propiedades de transporte de gases dependen de la forma en que se empacan los bloques que constituyen el copolímero.

Membranas catalíticamente activas  para producir biodiesel

Resumen

Actualmente, los reactores de membrana con membranas poliméricas catalíticamente activas representan un proceso potencialmente competitivo para producir biodiesel, pues este combina reacción y separación en una sola etapa debido a que el catalizador es inmovilizado en la matriz polimérica (Buonomenna et al., 2010). Algunos de los catalizadores que se han inmovilizado en matrices poliméricas hidrofílicas como el poliacrilonitrilo (PAN) y alcohol polivinílico (PVA-99) son poli (estireno ácido sulfónico), zirconia sulfatada (Zr(SO4)2), ácido sulfosuccinico (SSA), etc. De las ventajas que presentan estas membranas como se puede observar en la Figura 1, está la selectividad de la matriz del polímero hacia los disolventes hidrofílicos como metanol, agua y glicerol lo que permite una separación de estos del medio de reacción, unido a la capacidad catalítica para catalizar ambas reacciones de esterificación y transesterificación que se presentan principalmente en el proceso de producción de biodiesel (Shi et al, 2010; Zhu et al, 2010). De ahí que en el diseño de los reactores de membrana catalíticamente activa existen dos factores primordiales a estudiar una es la actividad catalítica de la membrana y otra las propiedades transporte de masa en la membrana.

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Membranas de mallas moleculares para separación de gases a partir de mezclas de polímeros rígidos

Resumen

La tecnología de membranas en la industria de separación de gases ha mostrado un desarrollo importante en las últimas tres décadas. Dentro de esta tecnología, las membranas poliméricas son las predominantes debido a su fácil procesabilidad, sus propiedades mecánicas y térmicas, así como buena relación entre permeabilidad y selectividad. Sin embargo, estas membranas están limitadas por una relación inversa entre permeabilidad y selectividad, además de la dificultad de separar gases de tamaños moleculares semejantes. Una alternativa a estos materiales, son las membranas de carbono de tamiz molecular, las cuales son obtenidas a partir de la pirolisis controlada de precursores poliméricos; obteniéndose membranas que presentan una excelente relación entre permeabilidad y selectividad.

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Membranas compuestas de película delgada para osmosis inversa con nuevo soporte de polisulfona sulfonada

Resumen

En este trabajo se propone mejorar el soporte y la superficie de contacto de la membrana de osmosis inversa, mediante la obtención de polímeros entrecruzados que presenten grupos fijos de tipo iónico (catiónicos), y que puedan ser, covalentemente anclados a las cadenas poliméricas; con el fin de evitar incrustaciones, aumentar la resistencia de ambientes agresivos, durabilidad, auto limpieza, la capacidad de eliminación de las sales en disolución, y permita de esta manera prolongar la vida útil de la membrana. Para caracterizar la estructura de la membrana virgen y la modificada, se realizará mediante el análisis de FTIR. El grado de sulfonación se obtiene mediante análisis por titulación volumétrica y se corrobora por 1H-RMN. La morfología y estructura se analiza pro medio de SEM (Microscopia electrónica de Barrido). Para medir el desempeño y la capacidad de intercambio iónico, se realizaran pruebas de ensuciamiento, recuperación de flujo de agua, %RFA, capacidad de rechazo y resistencia a la polarización, % Rp, transporte, Jw, y separación de sales, %R, mediante una celda de alta presión y se determinará el efecto de la concentración de grupos iónicos sobre estos parámetros.

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Membranas para purificación de Hidrógeno obtenido por electrólisis en celdas tipo PEM

Resumen

Este trabajo busca entender la relación entre la estructura y las propiedades de copolímeros. A partir de los isómeros BFA TERE y BFA ISO se busca obtener copolímeros para la formación de membranas variando la concentración de los isómeros en proporciones 50/50, 60/40, 40/60 y 80/20. Se caracterizaran las propiedades fisicoquímicas por difracción de rayos X (XRD), análisis termogravimétrico (TGA), medición de solubilidad, densidad y determinación de propiedades de transporte a gases puros (He, H2, O2, N2, CH4 y CO2). Los resultados obtenidos arrojaran información de la capacidad de los copolímeros para separar H2 de O2 en procesos de electrolisis del agua.

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Síntesis de poliimidas con alto grado de arimaticidad resistentes a la plastificación  en la separación del CO₂

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Mi trabajo es relacionado al gas natural, el cual su consumo está creciendo a una velocidad cada vez más acelerado, debido al incremento en la demanda industrial. Su principal componente es el metano; sin embargo, posee al menos 30% de impurezas como el CO2. El CO2, causa corrosión a las líneas de proceso, reduce el poder calorífico y contribuye al calentamiento global. Una de las tecnologías más utilizadas para la purificación del gas natural es a través de membranas; sin embargo presentan un problema conocido como plastificación. La plastificación inducida por el CO2 disminuye el rendimiento de la membrana en la separación del CO2/CH4. La matriz polimérica se expande debido a la absorción de CO2, lo que acelera la permeación de CH4. Por tanto la membrana pierde su selectividad. Para hacer membranas atractivo para la purificación de gas natural, plastificación debe reducirse al mínimo. Por lo que en este proyecto se sintetizarán monómeros con estructuras rígidas y disposiciones tipo escalera para diseñar poliimidas aromáticas que presentan altas barreras energéticas de rotación. A partir de las poliimidas se preparan membranas densas y se caracterizará química, térmica y fisicoquímicamente. Se determinarán sus propiedades de transporte de gases puros y se evaluará el fenómeno de plastificación por CO2 variando la presión entre 2 y 35 atm. Teóricamente estas membranas deben presentar alta permeabilidad y baja o nula plastificación.

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Evaluación del efecto de la hidrólisis enzimática del galactomanano de Delonix regia en las propiedades reológicas de sus dispersiones y geles.

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La semilla del árbol de flamboyán (Delonix regia) contiene en su endospermo un polímero natural del tipo galactomanano el cual tiene una relación manosa:galactosa (M:G) de 4:1, los galactomananos son utilizados industrialmente por su capacidad de incrementar la viscosidad de la solución, formar películas y geles; el galactomanano del Delonix regia (GMDr) tiene estas propiedades; sin embargo su solubilidad se dificulta debido a su estructura, la cual permite la interacción por puentes de hidrógeno en la cadena principal. Este trabajo consiste en el estudio del efecto de la hidrólisis enzimática en el comportamiento reológico del GMDr y su solubilidad en medio acuoso, conjuntamente se estudiará la interacción de éste galactomanano con el líquido iónico cloruro de 1-butil-3-metil imidazol para la formación de geles. La hidrólisis se lleva a cabo usando una enzima endo--mananasa. Se caracterizarán los hidrolizados y el GMDr por medio de GPC, HPLC, RMN, DRx, DSC y TGA; la solubilidad por gravimetría. Con las pruebas reológicas se observará cómo cambian las propiedades viscoelásticas del GMDr con respecto al grado de hidrólisis (Mw y polidispersidad) y la concentración, además del aumento en la concentración crítica para el anudamiento con respecto a la disminución del Mw. Los resultados de éste estudio nos ayudarán a entender la interacción entre las cadenas del GMDr en función de su Mw, relación manosa galactosa y polaridad del solvente.

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