Desarrollo de biocompositos basados en poliuretano, fibras naturales y líquidos iónicos como materiales sostenibles para aplicaciones industriales
El desarrollo de nuevos materiales utilizando materia prima proveniente de fuentes renovables y más amigables con el medio ambiente, es de gran importancia para el desarrollo sostenible preservando el medio ambiente. En el presente trabajo de investigación se estudiaron dos tipos de biocompositos ba...
- Autores:
-
Fernández Rojas, Marisol
- Tipo de recurso:
- Doctoral thesis
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Universidad Industrial de Santander
- Repositorio:
- Repositorio UIS
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/9663
- Palabra clave:
- Biopolímeros
Fibras naturales
Líquidos iónicos
Materiales compuestos
Biopolymers
Natural fibers
Ionic liquids
Composites
- Rights
- openAccess
- License
- Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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El desarrollo de nuevos materiales utilizando materia prima proveniente de fuentes renovables y más amigables con el medio ambiente, es de gran importancia para el desarrollo sostenible preservando el medio ambiente. En el presente trabajo de investigación se estudiaron dos tipos de biocompositos basados en poliuretano, el cual fue sintetizado a partir de aceite de ricino, una fuente renovable. Por una parte, se obtuvieron biocompositos de poliuretano reforzados con fibras naturales de fique y yute modificadas por medio de tratamientos químicos, lo cual mejoró la adhesión fibra-polímero y las propiedades mecánicas del poliuretano. Por otro lado, se soportaron líquidos iónicos en espumas macroporosas de poliuretano y se evaluó tanto la capacidad de captura de CO2 como la selectividad por el CO2 cuando se usa una mezcla CO2/CH4, se encontró que a mayor cantidad de líquido iónico menor capacidad de captura, pero mayor selectividad. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por: espectroscopia infrarroja (FT-IR), resonancia magnética nuclear (RMN), difracción de rayos X (DRX), espectrometría de masas (MS), microscopia electrónica de barrido (SEM), microscopia de fuerza atómica (AFM), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Para los biocompositos a base de PU y fibras naturales, además se realizaron ensayos de tracción, análisis dinámico-mecánico (DMA), ángulo de contacto, absorción de humedad y degradación ambiental. En el caso de los biocompositos a base de PU y líquidos iónicos, se utilizó un sistema de sorción de doble celda para los ensayos de captura de CO2 y de selectividad en mezclas CO2/CH4, en los cuales la composición de la mezcla se determinó por cromatografía de gases. |
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En el presente trabajo de investigación se estudiaron dos tipos de biocompositos basados en poliuretano, el cual fue sintetizado a partir de aceite de ricino, una fuente renovable. Por una parte, se obtuvieron biocompositos de poliuretano reforzados con fibras naturales de fique y yute modificadas por medio de tratamientos químicos, lo cual mejoró la adhesión fibra-polímero y las propiedades mecánicas del poliuretano. Por otro lado, se soportaron líquidos iónicos en espumas macroporosas de poliuretano y se evaluó tanto la capacidad de captura de CO2 como la selectividad por el CO2 cuando se usa una mezcla CO2/CH4, se encontró que a mayor cantidad de líquido iónico menor capacidad de captura, pero mayor selectividad. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por: espectroscopia infrarroja (FT-IR), resonancia magnética nuclear (RMN), difracción de rayos X (DRX), espectrometría de masas (MS), microscopia electrónica de barrido (SEM), microscopia de fuerza atómica (AFM), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Para los biocompositos a base de PU y fibras naturales, además se realizaron ensayos de tracción, análisis dinámico-mecánico (DMA), ángulo de contacto, absorción de humedad y degradación ambiental. En el caso de los biocompositos a base de PU y líquidos iónicos, se utilizó un sistema de sorción de doble celda para los ensayos de captura de CO2 y de selectividad en mezclas CO2/CH4, en los cuales la composición de la mezcla se determinó por cromatografía de gases.DoctoradoDoctor en QuímicaThe development of new materials using raw materials from renewable sources and friendlier to the environment is of great importance for sustainable development while preserving the environment. In this research work, two types of biocomposites based on polyurethane were studied, which was synthesized from castor oil, a renewable source. On the one hand, polyurethane biocomposites reinforced with natural fibers of fique and jute modified using chemical treatments were obtained, which improved the fiber-polymer adhesion and the mechanical properties of the polyurethane. On the other hand, ionic liquids were supported in macroporous polyurethane foams and the capture capacity of CO2, as well as the selectivity for CO2 in a CO2/CH4 mixture, was evaluated; it was found that with a higher amount of ionic liquid, the capacity of capture decrease, but the selectivity increase. The materials obtained were characterized by: infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray diffraction (XRD), mass spectrometry (MS), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetric analysis (TGA) and differential exploratory calorimetry (DSC). For biocomposites based on PU and natural fibers, tensile tests, dynamic-mechanical analysis (DMA), contact angle, moisture absorption and environmental degradation were also carried out. In the case of PU-based biocomposites and ionic liquids, a double-cell sorption system was used for CO2 capture and CO2/CH4 mixture selectivity assays, in which one the mixture composition was determinate by gas chromatography.https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001496259https://orcid.org/0000-0003-0219-4227application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasDoctorado en QuímicaEscuela de QuímicaBiopolímerosFibras naturalesLíquidos iónicosMateriales compuestosBiopolymersNatural fibersIonic liquidsCompositesDesarrollo de biocompositos basados en poliuretano, fibras naturales y líquidos iónicos como materiales sostenibles para aplicaciones industrialesDevelopment of biocomposites based on polyurethane, natural fibers and ionic liquids as sustainable materials for industrial applicationsTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06ORIGINAL173435_licence.pdfapplication/pdf79131https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2ec175de-1c10-4f1a-9e11-241a7f4b74e1/downloadac371fe4e3aada4ce2a3fe3d00987d70MD51173435_nota.pdfapplication/pdf253686https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/c36d11db-5277-44a4-b699-9ec7029b92bf/downloadb5814d8df591be525b830e6306b71e85MD52173435_trabajo.pdfapplication/pdf6346360https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/23afca84-5133-46f3-8aa4-2a5d8243940e/download3f5b2e0c489ffbafa54226dad576540eMD53TEXT173435_licence.pdf.txt173435_licence.pdf.txtExtracted texttext/plain2447https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/b41f9e35-94af-4303-ac58-07fbe14ef235/download67c228d522747d6fc27c400ca6604d2fMD54173435_nota.pdf.txt173435_nota.pdf.txtExtracted texttext/plain55https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/ec1ce81d-442c-4057-811c-a968a636d384/download3f73f5af1136b65440416ffc5543a85dMD56173435_trabajo.pdf.txt173435_trabajo.pdf.txtExtracted texttext/plain285793https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/a1bfc8e4-b9d4-4206-b847-69b051571201/download17d5d6845357ba6ddbc585e611c08fe5MD58THUMBNAIL173435_licence.pdf.jpg173435_licence.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5274https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3a2d7681-41d4-4a1c-af33-689fdb53e487/download29f20cb48bea22fbab4d1260f786d512MD55173435_nota.pdf.jpg173435_nota.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3322https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/689d3e75-f53e-448f-bf15-9244962546de/downloadb7f1d6b880972059fea4f34d1c21233cMD57173435_trabajo.pdf.jpg173435_trabajo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3173https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/f8c165ae-8a22-4b37-a055-bdb7e4fc789b/downloadd5b9e86cd13ff13dbef809d12dd2b82bMD5920.500.14071/9663oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/96632022-09-28 10:23:36.409http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessrestrictedhttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co |