Síntesis y caracterización de membranas electroconductoras de acetato de celulosa

Abstract

Tesis de maestría en polímeros y materiales. En la primera parte del presente trabajo se sintetizaron membranas electroconductoras de acetato de celulosa sin plastificar. Se prepararon tres lotes de membranas, el primero correspondió a membranas de acetato de celulosa (AC) sin modificar, el segundo a membranas de acetato de celulosa modificadas con poli (ácido acrílico) (PAA) y el tercer lote a membranas de acetato de celulosa modificadas con poli (estiren sulfonate) (PSS). Después de ser sintetizadas las membranas se recubrieron con polianilina para pasarlas de un estado aislante a un conductor eléctrico, aquí se buscaron las condiciones óptimas de reacción. Se partió de una concentración de anilina 0.33 M. La anilina se disolvió en soluciones de ácido clorhídrico (HCI) a distintas concentraciones, en un intervalo de 0.005-0.1 M. Se recubrieron las membranas modificadas. Una vez recubiertas con anilina se sumergieron en una solución de persulfato de amonio 0.3 M. Se partió de un tiempo de contacto de 5 minutes entre la membrana y la solución de anilina; y la solución de persulfato de amonio respectivamente. Se dejaron secar par 24 horas y se les determinó la conductividad eléctrica. AI encontrarse la concentración optima de HCI se varió la concentración de anilina en un intervalo de 0.1-0.8 M utilizando el mismo tiempo de contacto y secado anteriores. Se evaluó la conductividad eléctrica de las membranas. Una vez obtenidas las concentraciones óptimas de HCI y anilina se variaron los tiempos de contacto entre la solución de anilina y las membranas en un intervalo de 1-7 minutes. AI ser encontradas las condiciones óptimas de reacción se recubrieron las membranas de acetato de celulosa sin modificar. Se siguió la misma metodología usada para las membranas modificadas con PAA y PSS. Por último se evaluó el tamaño de poro antes y después del recubrimiento con polianilina mediante microscopía electrónica de barrido. En la segunda parte de este trabajo se tomaron las membranas modificadas con poli (ácido acrílico) ya que mostraron mejor formación de membrana y se les adicionaron distintos plastificantes. Se prepararon cuatro lotes de membranas en relación en peso AC:PAA:plastificante 100:50:25, al lote A se adicionó el plastificante dimetil ftalato, al lote B dietil ftalato, al lote C trifenil fosfato y por ultimo al lote D una mezcla de los tres plastificantes anteriores en una relación en peso 25:25:2. AI igual que las membranas sin plastificar se varió la concentración de HCI que sirve para disolver la anilina en un intervalo de 0.005 a 0.1 M, partiendo de una concentración constante de anilina 0.4 M, una vez encontrada la concentración de HCI optima se varió la concentración de anilina en un intervalo de 0.1 a 0.8 M. Se siguió el mismo procedimiento que para las membranas sin plastificar. Todas las membranas fueron caracterizadas mediante microscopia electrónica de barrido para observar su morfología y tamaño de poro, de la superficie y de la sección transversal. Además, se evaluaron las propiedades mecánicas de las mismas a través de ensayos de esfuerzo a la ruptura y elongación a la ruptura. Las membranas que mostraron el valor de conductividad eléctrica más alta fueron caracterizadas mediante espectroscopia de infrarrojo para ver posibles interacciones químicas y por termogravimetría para evaluar su estabilidad térmica.