ciencias020404_3_r

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.
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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.
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