PROYECTO DE INVESTIGACION N° 020404 3/R TITULO: MODIFICACION DE LAS PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE MATERIALES LIGNOCELULOSICOS DE MADERA Y PAPEL POR POLIMERIZACIÓN POR INJERTO. Investigador Principal Aida Neira Jara Facultad/Depto. Ciencias/Química Coinvestigadores Rosa Catalán S. (U. de Concepción) Miguel Zárraga O. (U. de Concepción) OBJETIVOS: - Modificar químicamente celulosa y madera mediante polimerización por injerto con manómeros vinílicos. Esto, para dar mayor adherencia a las fibras y para dar propiedades biociolas contra hongos e insectos. RESUMEN Y RESULTADOS: En este proyecto se estudiará la modificación química de la fibra de celulosa del pulpaje kraft, utilizada en la fabricación del papel, por injerto de dos de los monómeros vinílicos nombrados a continuación: ácido acrílico, acrilamida, acrilonitrilo o ésteres del ácido acrílico y de un polímero (ácido poliacrílico o un derivado de él) a través de una copolimerización por injerto vía radicales con iniciadores redox (Fenton, Permanganato, Peryodato, Ce(IV), Perborato-Fe2+). La incorporación de los grupos carboxílicos a través de la unidad polimérica, permitirá fijar sales metálicas que actúan como mordientes en la celulosa a través de estas unidades carboxílicas. La formación de polihidroxialuminatos con los grupos carboxilos incorporados permitirá dar mayor adherencia al papel por la formación de estos complejos; en una acción similar a los encolantes del papel a base de mordientes de Aluminio y Hierro. Modificar químicamente la fibra de celulosa del pulpaje kraft mediante el acoplamiento de aminoalcoholes mediante una reacción simultánea entre epiclorhidrina y alilamina o dimetilamina con los grupos hidroxílicos de la celulosa, esto permitirá a) fijar a través de enlaces 1, 2-aminoalcoholes compuestos del boro y ácido bórico en una estructura tetraédrica de mayor estabilidad hidrolítica que los ésteres respectivos (o de menor lixiviación desde la fibra) por formación de enlace coordinatibo B(-)-N(+), que aportará propiedades biocidas y preservante al papel contra hongos e insectos y dar también a la fibra una mayor adherencia entre ellas por la formación de los complejos tetraédricos de boro. Eventualmente se podría formar sales de amonio cuaternarias con los grupos nitrogenados incorporados que actúen como grupos catiónicos y puedan ser utilizados como agentes compatibilizadores para polímeros hidrofóbicos. Para un segundo año se estudiará la polimerización por injerto de monómeros vinílicos sobre superficie de madera (WFPC). La polimerización en superficie se realizará con a) iniciadores de radicales de tipo redox mencionados anteriormente (permanganato o Fenton). En este estudio se incorporará un agente de acoplamiento de madera como compatibilizante de polímeros hidrofóbicos, tal como el ácido gálico o alilamina (que co-polimeriza con estireno o acrílico). Se utilizará el ácido gálico y el producto de la reacción de epiclorhidrina, dimetil o alilamina como agente acoplante, por ser en ambos casos factibles de co-polimerizar con monómeros vinílicos. Estos serán incorporados por reacciones de condensación a la fibra a través de los grupos hidroxilos de la matriz celulosa. 1 Posteriormente se estudiará un injerto vía radicales, de una unidad polimérica o de monómero (del tipo del ácido estireno y acrílico o derivados) a través de los grupos hidroxilos fenólicos del ácido gálico o de la instauración de alilamina. 2