Repositorio Institucional de CIMAV (Centro de Investigación en Materiales Avanzados)
Not a member yet
2546 research outputs found
Sort by
Estudio de las propiedades termomecánicas del nanocompósito PLA/C30B con distintos pesos moleculares después de ser sometido a condiciones de intemperismo acelerado
Get PDFEl uso de polímeros provenientes del petróleo ha perturbado considerablemente al ecosistema debido a su lenta degradación. Aunque las aleaciones metálicas, el vidrio y los cerámicos poseen también una lenta degradación, éstos son altamente reciclables, además de que el producto del reciclaje de estos materiales puede ser empleado para la misma aplicación que tenían de inicio.
En el caso de los plásticos su reciclaje es más complicado, además de que las propiedades térmicas y mecánicas del plástico reciclado disminuyen, por lo que no pueden ser usados para la misma aplicación. Por otro lado, los plásticos poseen una baja densidad, es decir, un volumen muy elevado posee un bajo peso de material, lo cual dificulta su manejo como material residual.
Por lo anterior, se han realizado muchos intentos para sustituir a los plásticos convencionales por productos con un tiempo de degradación significativamente menor. Uno de los principales factores que determinan la degradación es el peso molecular de los polímeros, por lo tanto, su adecuada manipulación puede llevar a un control en el tiempo de degradación de dichos plásticos.
En este estudio, se empleó un polímero biodegradable, el ácido poliláctico (PLA), debido a sus ventajas medioambientales y a que sus propiedades mecánicas pueden competir con los plásticos convencionales. Con el fin de disminuir el tiempo de degradación del PLA, éste se sometió a condiciones de intemperismo acelerado (CIA) en donde se obtuvieron distintos pesos moleculares. Se pudo establecer una correlación entre las CIA y las condiciones de intemperismo natural (CIN) y así poder estimar el tiempo necesario para que dichos materiales tengan una completa degradación en condiciones de intemperie.Sin embargo, una reducción del peso molecular resulta en un decremento en las propiedades termomecánicas del PLA. Para evitar este decaimiento, y así
12
mantener los mínimos requerimientos en propiedades térmicas y mecánicas para su posterior aplicación, se incorporó una montmorillonita organomodificada (C30B) como refuerzo.
Mediante las condiciones de procesamiento fue posible obtener un nanocómposito con una estructura parcialmente exfoliada debido a los puentes de hidrógeno entre los grupos carboxilo e hidroxilo del PLA y los grupos hidroxilo de la C30B, evidenciado por espectrometría de infrarrojo (ATR-FTIR).
A través de las condiciones de procesamiento fue posible observar una disminución en el peso molecular promedio número (Mn) de 64% en el PLA blanco, y de 68% en el nanocompósito por efecto de la temperatura de procesamiento y los esfuerzos de corte a los que los materiales estuvieron sujetos mediante extrusión y moldeo por inyección.Mediante CIA se logró disminuir el Mn de un valor de 49.0 kg mol-1 del PLA blanco sin exposición a CIA (PLA/B – 0 h) hasta un valor de 16.4 kg mol-1; y desde un valor de 43.5 kg mol-1 en el PLA nanocompuesto sin exposición a CIA (PLA/C30B – 0 h) hasta un valor de 11.3 kg mol-1. El decaimiento del Mn bajo CIA obedeció a un ajuste de primer orden, el cual nos permitió obtener una estimación del tiempo que tardaría el PLA/B (3235 h en CIA y 31 meses en CIN) y el PLA/C30B (2456 h en CIA y 24 meses en CIN), en degradarse completamente.
En este estudio se observó una degradación térmica más rápida en el PLA/C30B, la cual fue atribuida a la presencia de C30B, ya que actúa como un promotor de las reacciones de degradación en la degradación térmica del PLA pudiéndose observar un decremento de la temperatura de transición vítrea (Tg) tanto del PLA/B como en el PLA/C30B debido a la disminución de Mn.
La incorporación de la C30B en la matriz de PLA ocasionó un incremento del 13% en el módulo de almacenamiento en el Mn más alto, así como a un incremento significativo en la viscosidad obtenida mediante reometría rotacional, lo que puede atribuirse a las interacciones entre el PLA y las nanocapas de C30B. Además, se observó un incremento en la cristalinidad
13
tanto del PLA blanco como el nanocompuesto con C30B como resultado de la disminución el Mn bajo condiciones de intemperismo acelerado.
Por último, el Mn en el nanocompósito de PLA se redujo un 91% del valor inicial en el PLA original manteniendo valor de E´ superior al del PLA blanco con 88% de reducción en el Mn.
En este estudio se demostró que la presencia de las láminas de C30B parcialmente exfoliadas promueven una mayor degradación térmica y fotooxidativa del PLA, manteniendo el módulo de almacenamiento con valores por encima del PLA blanco, lo cual fue atribuido a los puentes de hidrógeno originados entre las láminas de la C30B y las terminaciones de cadena del PLA
Películas delgadas de WO3 para sensado del gas CO2
Get PDFEn el presente trabajo se abordan los resultados del estudio de las películas delgadas de WO3 depositadas por la técnica de sputtering reactivo, desde el punto de vista de caracterización de la estructura cristalina y microestructura de las películas. Existen diferentes trabajos en los que se han sintetizado películas delgadas de WO3 por la técnica de sputtering y donde se han evaluado sus propiedades eléctricas, ópticas o de sensado de gases; sin embargo, se han reportado en estos trabajos diferentes estructuras cristalinas, aunque el método de síntesis sea el mismo. La variación de los parámetros de sputtering o de tratamiento térmico puede generar diferencias en sus estructuras y por lo tanto diferencias a la hora de evaluar las propiedades físicas de las películas. Las películas sintetizadas por sputtering reactivo fueron sometidas a tratamientos térmicos sucesivos con el fin de obtener la estructura cristalina Ortorrómbica, durante estos tratamientos fueron encontradas dos estructuras cristalinas de diferentes simetrías, Krasnogorite y β–WO3. Las películas delgadas de WO3 obtuvieron cambios en la resistividad al estar en presencia del gas CO2 teniendo una respuesta hasta del 15% y un 98% cuando era expuesta en un gas inerte como el Argón
Bioelectrochemical System with a Proton Exchange Membrane for Wastewater Treatment
Get PDFMicrobial electrolysis cells (MECs) are bioelectrochemical devices where organic matter is oxidized to hydrogen through exoelectrogenic bacteria, this process is a new alternative to energy crisis and to mitigate climate change. Microorganisms are attached to the anode where the oxidation is carried out producing carbon dioxide (CO2), electrons (e-), and protons (H+), while at the cathode protons and electrons are chemically reduced to finally produced biohydrogen. This is not a spontaneous reaction; thus, the minimum required voltage is ≥ 0.2 V, which is substantially lower than the needed for conventional water electrolysis. MECs have some advantages over other biohydrogen processes from biomass: a higher conversion efficiency, high purity of gas, and have proved to be a robust technology able to treat a wide range of organic substrates, wastewater included. Most of the studies of MECs have reported double chamber designs, where the anode and cathode are separated by an ion exchange membrane. The importance of the membrane is to regulate the ionic flux between both chambers since low migration rates of ionic species could affect the pH balance in the system affecting the performance of the system. Nafion is a proton exchange membrane widely used to study MECs, however, there is little information about bipolar membranes (BPM) in these systems. In this study, a double-chambered MEC was constructed to evaluate the performance of the system using Nafion 117 as a proton exchange membrane, and a bipolar membrane (FUMASEP-FBM). The biofilm formation was monitored by cyclic voltammetry and open circuit voltage (OCV) while the electrochemical performance was characterized by polarization curves and power density curves. The kinetics of COD removal were evaluated over a period of 3 hours with a percentage of removal of 39%
Síntesis de Hidroxiapatita (HAP) Nanométrica en Medio Acuoso Asistida por Ultrasonido
Get PDFLa hidroxiapatita (HAP) sintética es un biomaterial que se utiliza en el área de medicina (relacionado con huesos y dientes) mezclado con diferentes materiales para aumentar la biocompatibilidad. En esta investigación se sintetizó hidroxiapatita nanométrica en medio acuoso con asistencia de ultrasonido para evaluar cómo influye la amplitud de sonificación sobre la morfología del material. La caracterización por FTIR indicó que los tres materiales sintetizados muestran las señales correspondientes a los grupos OH y . Además, la caracterización por XRD mostró los pico principales a 31.5°, 32°, 32.9° y 34.02°, característicos de la hidroxiapatita. Finalmente, se observó por STEM que el tamaño de partícula depende de la amplitud aplicada durante la sonificación. Se realizaron mezclas de HAP con ácido poliláctico (PLA) y se analizaron por TGA y DSC. El análisis por TGA indicó que, en comparación con el PLA sin carga (blanco), los composites muestran un aumento en la temperatura de degradación. Mientras que el DSC mostró cambios mínimos en la temperatura de transición vítrea
Heterostructured materials synthesized via AACVD applied for direct water splitting irradiated with an AAA solar Simulator
Get PDFBinary metal oxides have been recently applied for electrocatalytic and photocatalytic water splitting. Common metal oxides are synthesized using earth’s crust abundant elements such as Ti, Cu, Fe and Zn in order to reduce costs.On the other hand, ternary oxides as those of the delafossite group, have also proved to be suitable for direct water splitting. In either case, metal oxide materials intend to replace the utilization of noble metals for the generation of H2. According to literature, the efficiencies obtained using noble metal nanoparticles, carbon based materials or several metal oxides coupled in a tandem configuration are superior than those obtained using a single metal oxide layer. Nevertheless, the synthesis process often requires the utilization of various techniques in order to obtain the desired heterostructured configuration. Besides, since surface area plays a determining role in direct water splitting, it is believed that the utilization of various nanostructured morphologies will result in an increase of the H2 productio
Desarrollo de Rectificadores Térmicos Basados en el Efecto de Desacople Acústico entre Materiales
Get PDFLa invención del diodo, el transistor y otros dispositivos electrónicos los cuales controlan el flujo de carga eléctrica han permitido un impresionante desarrollo tecnológico el cual ha cambiado significantemente muchos aspectos de la vida diaria. Sin embargo, el control de carga eléctrica y calor nunca han sido tratados y desarrollados de manera paralela. El principal problema es que es mucho más difícil controlar el flujo de calor en un sólido que el flujo de electrones en el mismo. Esto es debido a que los principales portadores calor, los fonones a diferencia de los electrones no tienen carga y masa, por lo tanto no pueden ser afectados por campos electromagnéticos. En un modelo ideal, un rectificador térmico es el equivalente térmico del diodo eléctrico. Un dispositivo de dos terminales el cual conduce mayor flujo de calor térmico en una dirección que en otra, dependiendo de la dirección en que este sea aplicado. Actualmente, los mecanismos utilizados para lograr tales efectos de rectificación térmica se basan principalmente en efectos geométricos, electrónicos, interacciones fonón - electrón y vibraciones anarmónicas de la red. Sin embargo a través de estas estrategias no se ha evidenciado que el factor de rectificación pueda alcanzar un orden de magnitud, el cual es un límite arbitrario requerido para considerar este efecto útil a nivel aplicación. En el presente trabajo de tesis se reportan rectificadores térmicos los cuales basen su funcionamiento en el efecto de desacople acústico entre materiales así como partir de la resistencia térmica de interface.
Este nuevo enfoque abre el camino para alcanzar este límite arbitrario a temperatura ambiente en una forma simple y abre una nueva ruta hacia la próxima generación de diodos térmicos
Study of the impregnation of NiMo assisted by polymeric chelating agent for HDS supported catalyst over mesoporous silica.
Get PDFEfecto del lignosulfonato en la conductividad eléctrica y estabilidad térmica de polianilina
No full textResumen
El objetivo de esta investigación fue estudiar el efecto de la incorporación de pequeñas
cantidades de lignosulfonato (LS) en las propiedades electroquímicas y la estabilidad térmica
de polianilina (PANI). La PANI se sintetizó utilizando polimerización oxidativa en presencia
y ausencia de LS. Los materiales compuestos a base de PANI y LS (PLS) fueron
caracterizados utilizando espectroscopia de infrarrojo (FT-IR), análisis termogravimétrico
(TGA) y mediciones de conductividad eléctrica. La presencia del LS fue confirmado por la
aparición de una banda ~1030 cm-1 la cual indica el estiramiento del azufre doble enlace
oxígeno (S=O). Comparado con PANI, los materiales PANI-LS presentaron mayor
conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica de PANI-LS incrementó al disminuir la
concentración de LS. La mayor conductividad eléctrica fue obtenida en presencia de 15% de
LS. Finalmente, los materiales PLS4 y PLS5 presentaron menor degradación térmica
comparada con la pura PANI
Corrección de salida térmica en galgas extensiométricas
No full textResumen
Las galgas extensiométricas son uno de los instrumentos mayormente utilizados en la
medición de deformaciones en materiales. Los mayores errores de medición ocurren al
realizar las pruebas a temperaturas diferentes de la temperatura ambiental. Las galgas cuentan
con un polinomio de corrección propio dado por el fabricante. Sin embargo, este polinomio
solo es eficiente para rangos de temperatura muy alta. En este documento se analizará la
salida térmica, proponiendo un método de corrección para las mediciones en un rango de
temperatura específico
Synthesis and Characterization of Fe3O4/polyaniline Core–shell Composites
Get PDFAbstract – Magnetite (Fe304)/polyaniline core–shell composites were synthesized using a reactive surfactant to improve magnetite dispersion and as the monomer of conducting polyaniline. Reduction of magnetic particle aggregation and core-shell morphology were evidenced by electron microscopy. Additionally, the decrement in magnetization (r) and (hysteresis) Hc observed in the core–shell composite was be attributed to the increment in dipolar magnetic interaction due to the increased separation among the Fe3O4 nanoparticles because of the PAni shell formation