Métodos de funcionalización de fibras de celulosa usando reactantes fluorados para la formación de papel micro insertado con partículas de teflón

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presentan diferentes métodos de funcionalización de fibras de celulosa, obteniendo materiales funcionalizados mediante polimerización de injerto y esterificación de grupos colgantes de la cadena principal, haciendo uso de agentes fluorados como los son el 1H,1H,2H-Perfluoro-1-Decano (PFD), Ácido Tirifluoroacético (TFA) y anhídrido trifluoroacético (TFAA). El sistema de polimerización de injerto se realizó en dos etapas y bajo condición isotérmica a 50°C y en atmósfera inerte, usando en la primera etapa persulfato de potasio como iniciador y agua desionizada como medio continuo, en la segunda etapa se adicionó el monómero PFD. Por otra parte, se trabajó también un sistema de reacción TFA ayudado con TFAA para incrementar la reactividad de los grupos funcionales, el sistema se realizó bajo condición isotérmica a 42°C. La mezcla de agentes fluorados TFA/TFAA se adicionaron en relación 3:1 en volumen. También se realizaron una serie de reacciones de funcionalización únicamente con TFA variando la concentración y el tiempo de reacción. Los sistemas de reacción se realizaron bajo condiciones isotérmicas a 42°C. Los materiales obtenidos fueron sometidos a pruebas permeabilidad y posteriormente se caracterizaron por espectroscopia IR y Raman, donde se encontraron cambios en las bandas de 1300-1400 cm-1; información que sugiere un cambio en la estructura química. Finalmente se formaron los materiales compuestos usando las fibras funcional izadas como sustrato, soportando partículas de Teflón® en polvo. Todos los materiales obtenidos fueron caracterizados con microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia por dispersión de energía de Rayos X (EDS), en donde se encontraron cambios morfológicos y químicos en la superficie. Los materiales compuestos fueron caracterizados con microscopía óptica para conocer el ángulo de contacto, todos los materiales compuestos presentaron un ángulo a 90°. Los materiales compuestos fueron encapsulados y caracterizados por microscopia electrónica de barrido (SEM), observando que la sección transversal la cantidad de partículas de teflón es menor que en la superficie. Se fabricó papel micro insertado en una planta piloto, usando fibras funcional izadas con TFA y partículas de teflón®, los papeles obtenidos fueron sometidos a pruebas eléctricas en donde se encontró que la rigidez dieléctrica aumentó con respecto a otros papeles de naturaleza similar a comparación.