UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID Facultad de Ciencias Químicas Departamento de Ingeniería Química CARACTERIZACIÓN Y MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE FIBRAS CELULÓSICAS TIPO VISCOSA CON 3-AMINOPROPIL TRIMETOXISILANO Máster en Ingeniería de Procesos Industriales Proyecto de Investigación Juan José Dapena Gómez Directores: Dª. Mª Virginia Alonso Rubio y D. Francisco Rodríguez Somolinos Madrid, septiembre 2010
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Silanos y fibras de celulosa para refuerzo de materiales compuestos
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UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDFacultad de Ciencias Químicas
Departamento de Ingeniería Química
CARACTERIZACIÓN Y MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE FIBRASCELULÓSICAS TIPO VISCOSA CON 3-AMINOPROPIL TRIMETOXISILANO
Máster en Ingeniería de Procesos Industriales Proyecto de Investigación
Juan José Dapena Gómez
Directores: Dª. Mª Virginia Alonso Rubio y D. Francisco Rodríguez Somolinos
Madrid, septiembre 2010
2Caracterización y modificación superficial de fibras celulósicas tipo viscosa con 3-aminopropil trimetoxisilano
2
OBJETIVOSModificación con silanosCaracterización
fibras celulósicas tipo viscosa
ACOPLAMIENTO
Fibras celulósicas Matriz fenólica
MATERIALES COMPUESTOS DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL“Natural fiber green composites (NFGC)”
Optimización de las condiciones de modificación con silano
3Caracterización y modificación superficial de fibras celulósicas tipo viscosa con 3-aminopropil trimetoxisilano
3
FIBRAS COMO REFUERZO EN MATERIALES COMPUESTOS
Material compuesto
Unión de dos o más componentes que da lugar a uno nuevo con propiedades características específicas
16Caracterización y modificación superficial de fibras celulósicas tipo viscosa con 3-aminopropil trimetoxisilano
16
RESULTADOS Y DISCUSIÓN: DISEÑO DE EXPERIMENTOS
ÓPTIMO:C=2,5% y t= 60 min
ÓPTIMO:C=2,5% y t= 60 min
C (% en peso)
t (m
in)
1,43
1,19
1,11
0,87
180
30
120
60
1 42,5
0,91
0,856
0,982
RESPUESTA 1 + RESPUESTA 2 OBSERVACIÓN SEM
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDFacultad de Ciencias Químicas
Departamento de Ingeniería Química
CARACTERIZACIÓN Y MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE FIBRASCELULÓSICAS TIPO VISCOSA CON 3-AMINOPROPIL TRIMETOXISILANO
Máster en Ingeniería de Procesos Industriales Proyecto de Investigación
Juan José Dapena Gómez
Directores: Dª. Mª Virginia Alonso Rubio y D. Francisco Rodríguez Somolinos
Madrid, septiembre 2010
CONCLUSIONES
La comparación de los espectros de infrarrojo de la fibra de celulosa pura, de la celulosa en el medio de reacción (etanol-agua) y del silano, mostraron que las bandas de la solución etanol-agua no interfieren con las bandas del silano estudiado..
Las bandas más significativas del espectro de infrarrojo para el estudio de los cambios superficiales en la superficie de la fibra con silanos son la correspondiente al grupo funcional NH2 del silano (=1550cm-1), la relativa a los enlaces Si-O-Si + Si-O-CH3 (=1100cm-1) y la correspondiente a los enlaces Si-O-Si + Si-O-C (=1020cm-
1)Los intervalos de concentración de silano y tiempo de
inmersión más apropiados para la modificación de las fibras son 1 – 4 % y 30 – 180 minutos. Por debajo del límite inferior de ambas variables no se aprecia silano en las fibras celulósicas, mientras que por encima del límite superior se aprecia un exceso de silano.
CONCLUSIONES
La concentración de silano y el tiempo de disolución elegidos como más favorables para la modificación superficial de las fibras de celulosa tipo viscosa con 3-aminopropil trimetoxisilano son:
Concentración de silano: 2,5% en pesoTiempo de inmersión: 60 min
La concentración de silano influye de forma más significativa que el tiempo de inmersión sobre el proceso de modificación superficial de fibras de celulosa tipo viscosa.