PROYECTO DIUBB 083606 3/R TITULO:

PROYECTO DIUBB 083606 3/R
TITULO:
PLASTIFICACION DE LA MADERA DE PINO POR TRATAMIENTO COMBINADO DE IMPREGNACIÓN
CON BORO Y COPOLIMERIZACIÓN RADICALARIA POR INJERTO DE MONÓMEROS ACRÍLICOS
Investigador Principal
Aida Neira Jara
Facultad
Ciencias
Departamento
Química
E-Mail
[email protected]
Coinvestigadores
Justo Lisperguer Muñoz - Miguel Zagarra Olavarria
OBJETIVOS:
Modificar las propiedades físicas y biológicas de madera de Pino por un método combinado de impregnación
de madera de Pino con compuestos de Boro y copolimerización por injerto de monómeros vinílicos
Impregnar madera con Ácido Bórico y las sales de octa y tetraboratos. Evaluar su acción biocida en hongos
de pudrición blanca, pudrición parda, el hongo azul y en las termitas. Analizar su decaimiento en el tiempo por
fenómenos de lixiviación con agua a distintos tiempos y la permanencia de su actividad biocida por su
concentración en la madera.
Injertar polímeros vinílicos a material impregnado por: a) vía radicalaria y en solución acuosa, con iniciadores
de Fenton y KMnO4 , con los monómeros vinílicos Ácido Acrílico, Acrilamida y Metacrilato de metilo y b)a
través de un agente compatibilizante de fase madera-plástico como el Anhídrido Maleico-Polietileno(AMPE) o
Anhídrido Maleico-Polipropileno(AMPP) y evaluar su actividad frente a los test biológicos y test al decaimiento
del Boro por lixiviación.
Estudiar la metodología para evaluar propiedades biológicas del ataque de madera por hongos, en especial
de los hongos de la pudrición blanca y parda y el hongo azul, mediante el análisis del contenido de Ergosterol
en madera tratada y sin tratar, Se sabe que un aumento del contenido de Ergosterol es consecuencia de la
actividad del hongo de la madera. Esto se realizará por técnicas de HPLC.
Evaluar propiedades de lixiviación de madera impregnada y sin modificar por sucesivos tratamiento de agua
con el material a estudiar. Se determinará Boro por técnicas volumétricas y en caso necesario por
cromatografía iónica. Ambas técnicas conocidas en estudios similares.
Evaluar propiedades físico-mecánicas de la madera tratada con los compuesto de Boro y plastificadas con
monómeros vinílcos o por agentes compatibilizantes, mediante las técnicas TGA, DTA, FTIR, DSC, DMA, y
Micrografía(SEM).
RESUMEN
En este proyecto se estudiará la modificación de la madera de pino mediante la impregnación de Ácido
Bórico y sales de boratos (tetra y octaboratos ) y su plastificación en superficie mediante polimerización por
injerto. La polimerización en superficie se realizará mediante: a) copolimerización por injerto en solución
acuosa de monómeros vinílicos polares con iniciadores de radicales inorgánicos, tales como Fenton y KMnO 4
b) mediante el injerto de polímeros apolares en madera, a través de una unidad hidrofílica del polímero, lo que
permite el entrecruzamiento de la madera con el material plástico. El agente de entrecruzamiento corresponde
al Anhídrido Maleico injertado en el polímero y que se enlaza covalentemente en la madera. El objetivo
general es mantener las propiedades biocidas de los compuestos del Boro en el interior de la madera,
permitiendo su movilidad en el lúmen e impidiendo por plastificación en su superficie la penetración del agua
al interior de ella y la lixiviación del Boro. Al mismo tiempo se estudiará los cambios en otras propiedades
físicas del material madera-plástico obtenido, tales como: su estabilidad dimensional, eficiencia antihinchamiento, propiedades mecánicas de elasticidad y de ruptura, resistencia al decaimiento y propiedades
térmicas. Los ensayos biológicos de biodegradación por hongos (hongos de la pudrición café y blanca de la
madera y del hongo azul) y de termitas subterráneas (Coptotermes formosanus) nos permitirán conocer la
resistencia al medioambiente de este material impregnado. 1) La impregnación de madera se realizará con
Acido bórico y sales de tetra y octaboratos en solución acuosa a diferentes concentraciones de Boro, sobre el
material seco de madera de pino; con y sin extracción con solvente orgánico. Esto último para extraer los
Acidos resínicos, Acidos grasos, Esteroles y otros de la madera de pino (extractivos de la madera). El
contenida de Acido Bórico en la madera impregnada y en solución se medirá por técnicas analíticas
volumétricas y cromatografía iónica. 2) El injerto por acoplamiento de polímero se realizará : a) a diferentes
proporciones de Anhídrido Maleico injertado en la matriz polimérica de Polietileno(AM-PE) o
Polipropileno(AM-PP) de venta en el mercado. b) generando el agente de entrecruzamiento con Anhídrido
Maleico y resina de pino y copolimerizando posteriormente con Polimetacrilato de Metilo mediante radicales.
3) El injerto por copolimerización de monómeros vinílicos se realizará “in situ” por impregnación de madera
con la solución acuosa que contiene Boro, en ambiente de nitrógeno y por activación directa de la madera con
el reactivo de Fenton en ácido sulfúrico y posterior adición del monómero vinílico polar. Se analizarán las
variables: concentración monómero-sustrato, pH, temperatura y tiempo de polimerización. Los monómeros
vinílicos polares serán Acido Acrílico(AA) y Acrilamida(AAm) y el apolar será Metacrilato de Metiilo 4) Los
ensayos biológicos se harán con: a) 3 réplicas de madera, de dimensión y peso conocido, en presencia de
hongos que degradan la madera de Pino, Tyromyces palustris y Coriolus versicolor y el hongo de la mancha
azul Ophiostoma piliferum. La colonización del hongo se evaluará midiendo el contenido de Ergosterol del
extracto acetónico de la madera por HPLC y de acuerdo a la Norma Analítica Europea EN 350-1 b) Tres
réplicas de madera en presencia de termitas subterráneas, que se medirá bajo la Norma Europea EN 117. Se
estudiará las propiedades físicas de este material madera-plástico por FTIR, DSC, TGA, DTA, DMA y
Micrografía Electrónica de Barrido (SEM).