| dc.description.abstract | Es de interés en la presente tesis doctoral ampliar el campo de aplicación del
polipropileno isotáctico homopolímero (PP) basándose en las propiedades
mecánicas, químicas y el bajo costo de producción del polímero. Las excelentes
propiedades mecánicas caracterizadas por una alta relación rigidez / impacto, alta
resistencia química a una amplia gama de solventes y la probada habilidad que
presenta el PP para sufrir modificaciones químicas hacen del PP un material
potencial para aplicaciones en procesos de extracción de iones metálicos.
Dichos procesos son de gran interés en técnicas analíticas, en
hidrometalurgia, en procesos de extracción de minerales y en el tratamiento de
aguas municipales, agrícolas e industriales. Teniendo esta última aplicación, una
relación directa con la problemática medio ambiental originada por la incorporación
creciente de iones metálicos tóxicos como lo son: el Hg(ll), Cd(ll), Zn(II), Pb(ll),
Cr(lll) y Al(¡¡¡) a aguas de consumo humano. Los iones metálicos mencionados
anteriormente constituyen los analitos de estudio en la presente tesis de doctorado.
En la actualidad existen estudios en sistemas de extracción de iones
metálicos que emplean a polímeros entrecruzados (resinas) y a polímeros con
funcionalidades polares (polímeros solubles en agua) incorporando, ambos
sistemas, átomos de nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo en la cadena principal o
lateral. Los mismos son capaces de coordinar o realizar el proceso de intercambio
jónico con los cationes metálicos. Se ha encontrado poca información sobre
modificaciones químicas al PP y su aplicación en retención de iones metálicos;
principalmente, la mayoría de la información encontrada se basa en modificaciones
químicas superficiales a sustratos en base a polipropileno (membranas y fibras) a
través de técnicas ionizantes.
En función de lo anterior, se ha planteado como hipótesis utilizar al PP
isotáctico modificado químicamente como agente extractante de iones metálicos
gracias a la incorporación de grupos funcionales como: ácidos carboxílicos y ácidos sulfónicos. Para ello se tiene como objetivos generales: la activación de reactor tipo
Batch de alta presión (30 Bar) para la síntesis de polipropileno isotáctico con
morfología esférica, la modificación química del PP a través de reacciones vía
radicales libres con iniciadores peróxidos en la presencia de monómero de ácido
acrílico (M) en fundido, modificación superficial de polvo de PP así como mezclas
de PP con polímeros polares en fundido. Posteriormente, se estudió la retención de
iones metálicos, por parte del PP modificado químicamente, variando los
parámetros intrínsecos y extrínsecos que influyen en la retención.
El PP modificado químicamente se caracterizó por espectroscopia infrarroja
(FT-IR ó modo ATR-IR), microscopía electrónica de barrido (SEM), calorimetría
diferencial de barrido (DSC), cromatografía de permeación de geles (GPC),
termogravimetría (TGA) y por tamaño y distribución de partículas. El polvo obtenido
del sistema continuo de síntesis industrial de PP (proceso SPHERIPOL TM) fue
sometido a modificaciones químicas.
Se estudió las propiedades de retención de iones metálicos en solución PP
modificado químicamente a través del método de Batch para hacer una
determinación previa de las variables óptimas que influyen en la retención. El
estudio se realizó para los siguientes iones metálicos: Hg(ll), Cd(ll), Zn(ll), Pb(ll),
Cr(lll) y Al(¡¡¡) por su impacto en el medio ambiente y su interés analítico. La
concentración de los iones metálicos en las soluciones filtradas se determinó a
través de la técnica de espectroscopia de absorción atómica (EAA).
Excelentes resultados se obtuvieron en términos del grado de modificación y
la apreciable capacidad de adsorción de iones metálicos en solución por parte de
las muestras de PP modificadas químicamente. Especialmente, los sistemas
obtenidos por el proceso de mezclado presentaron una excelente habilidad de
retención, cuando están debidamente compatibilizados teniendo una apropiada y
homogénea distribución de micro fases en su superficie. Esta habilidad intrínseca
constituye la base de un desarrollo tecnológico al ser susceptible a protección
industrial tal y como lo es la presente tesis doctoral. | |
