Repositorio Institucional de CIMAV (Centro de Investigación en Materiales Avanzados)
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Síntesis y caracterización de materiales híbridos para la absorción de luz visible.
Resumen
La formación del compósito poli(N-vinilcarbazol-co-butil acrilato) - tungstato de bismuto
(Bi2WO6) permitió la obtención de un material con la procesabilidad de los polímeros y la
eficiencia de los materiales inorgánicos para la absorción en la región visible del espectro
electromagnético. El material se caracterizó usando las técnicas espectroscópicas de UV-Vis
y reflectancia difusa, con las cuales se observaron las absorciones características de los
polímeros en la región ultravioleta del espectro electromagnético (294 nm, 300 nm, 328 nm
y 343 nm) y se obtuvo el band gap del óxido (2.85 eV). Además, por espectroscopía infraroja
se identificaron los grupos funcionales presentes en los polímeros y por difracción de rayos
X la fase cristalina presente en el óxido (ortorrombica con grupo espacial Pca21(29)). La
calorimetría diferencial de barrido se utilizó para determinar la Tg de los copolímeros con
diferentes proporciones de N-vinilcarbazol (N-VK) y acrilato de butilo (BuA) y finalmente,
la morfología y tamaño de partícula de las partíclas de Bi2WO6 se caracterizaron por
microscopía electrónica de transmisión
Viscoelasticidad y efectos de asimetría en el comportamiento mecánico del policarbonato
Resumen.
Para garantizar el correcto funcionamiento de las diversas aplicaciones de los
materiales se requiere poseer un conocimiento preciso del comportamiento del material
utilizado. En los polímeros no es sencillo obtener modelos representativos, pues su
comportamiento mecánico depende de la velocidad de deformación y de la temperatura a la
cual se encuentran sometidos. Este trabajo de investigación se enfoca en la realización de
pruebas mecánicas a temperatura ambiente al policarbonato comercial Makrolon GP. Se
realizan pruebas monotónicas y de fluencia sometidas a esfuerzos de tensión y compresión.
Se varía la velocidad de deformación en pruebas monotónicas. El material se ensaya en dos
estados: uno como fue entregado por el proveedor, y otro en el que se le da un tratamiento
térmico de rejuvenecimiento. Se observa el fenómeno de efecto de asimetría para el
policarbonato, que ha sido poco estudiado. Se muestran evidencias del efecto que tiene el
envejecimiento físico de polímeros en su comportamiento mecánico
Errores en las mediciones de deformaciones con rosetas
Resumen
Las galgas extensiométricas son instrumentos que permiten medir con buena
precisión las deformaciones en los materiales sometidos a cargas mecánicas. El presente es
un trabajo de experimentación e investigación enfocado a evidenciar discrepancias en los
resultados que arrojan las rosetas de deformación con respecto a las galgas de tipo uniaxial,
las cuales son consideradas como referencia en pruebas de tensión uniaxial. También se hace
un análisis de las posibles causas de estas discrepancias
Empleo de cenizas volantes para la elaboración de geopolímeros
Resumen
El aprovechamiento de residuos agroindustriales tales como la cascarilla de trigo o
avena, bagazo de maíz, caña de azúcar, o cáscara de nuez, son gran interés ya que sus
componentes (celulosa, lignina, y aluminosilicatos), los convierten en una fuente biorenovable
de materias primas. Los materiales geopoliméricos son una nueva clase de
polímeros inorgánicos que se pueden formar a base de aluminosilicatos (cenizas volantes).
Los geopolímeros cuentan con un extenso campo de aplicación predominando el uso como
cementantes, ladrillos refractarios, o precursores cerámicos. En este trabajo se obtuvieron
cenizas volantes de cáscara de trigo de residuo mediante un proceso térmico de calcinación
a 1100°C. El análisis termogravimétrico reveló que la cantidad de ceniza en la vaina de trigo
fue de 16 %. Con estas cenizas volantes se obtuvieron la formación de geopolímeros
mediante una activación alcalina, con hidróxido de sodio en diferentes concentraciones: 8M,
12M y 16M. Subsecuentemente, se evaluó la resistencia a la compresión en especímenes
elaborados y evaluados con diferentes tiempos de curado 7, 14 y 21 días, a 20°C. La
resistencia a la compresión indicó que a temperatura constante el aumento en la resistencia
se relaciona directamente con el curado y con la concentración del activador alcalino,
teniendo mejores resultados con la solución alcalina de 16 M
SENSOR COLORIMETRICO PARA EL SENSADO DE LA FRESCURA DEL POLLO
Las aminas biógenas son formadas cuando un alimento está en descomposición. La mayoría de éstas se encuentran presentes en el pollo en concentraciones bajas. Con el tiempo aumentan, indicando pérdida de la frescura. Para esta problemática, se han diseñado sensores que cambian de color cuando hay un aumento de pH, el cual es proporcional a la cantidad de aminas volátiles ( NBVT ) y que a su vez, son un reflejo proporcional de la población bacteriana
Modificación de las propiedades fisico-mecánicas de diferentes mezclas poliméricas PLA/Almidón
Este trabajo evalúa el posible potencial de diferentes mezclas a partir de ácido poliláctico (PLA) con cargas adicionadas de compuestos orgánicos.
Se agregaron a concentraciones de 1- 40 o/owt : Almidón de maíz comercial (AM), almidón soluble, almidón modificado con Anhídrido Maleico (AnhM), Almidón Termoplástico (ATP) y almidón tratado mediante hidrólisis ácida / Ultrasonido
Aplicacion de poli(anilina)s en almacenamiento de energía y sensado de aminas
En esta tesis, se estudió el desempeño de la polianilina y copolímeros de ésta en dos aplicaciones: almacenamiento de energía y sensado químico.
Para el estudio de almacenamiento de energía, se realizó síntesis de polianilina, polidifenilamina, y dos copolímeros de difenilamina-co-anilina con relaciones molares de 3 a 1 (C-A) y de 1 a 1 (C-B) (dodecilsulfato de anilinio (P1) a difenilamina (DPA)), por polimerización interfacial en sistemas agua/etanol vía oxidativa. La caracterización de la morfología y propiedades fisicoquímicas mostraron que los copolímeros comparten características con la polianilina o polidifenilamina, dependiendo de la relación molar de los monómeros. La caracterización de electroactividad indicó que las unidades repetitivas de PDPA proporcionan a los copolímeros una mejor estabilidad de ciclos, mientras que las unidades repetitivas de PAni reducen la resistencia a la transferencia de carga y mejoran la capacidad de almacenamiento, generando una interacción sinérgica, particularmente, el copolímero con mayor contenido de P1, mostró una capacitancia específica de 634.89 F/g, con un 75% de retención después de 500 ciclos de carga/descarga, por lo que estos materiales tienen potencial para su uso en supercapacitores.En el caso de sensado químico, se desarrolló un método colorimétrico basado en polianilina y un copolímero de orto-fenilendiamina-co-anilina (C-C) para su aplicación en un sensor óptico que detecte la presencia de la variedad de aminas volátiles (bases volátiles nitrogenadas totales (NBVT)) que son producidas durante el proceso de deterioro del pescado (mojarra tilapia), con el propósito de poder indicar su grado de frescura. Estos polímeros fueron sintetizados por medio de polimerización vía oxidativa. Se utilizó un enfoque cinético para correlacionar la respuesta al amoniaco, dimetilamina y trimetilamina de PAni y C-C con el del deterioro del pescado. Los niveles de NBVT y patrones de crecimiento microbiano (Pseudomonas spp) en filetes de pescado (tilapia) en proceso de deterioro correlacionaron bien con los cambios de color de C-C, y cambios químicos reflejados en la región infrarroja de PAni. Estas respuestas permitieron monitorear en tiempo real el proceso de deterioro en condiciones de refrigerador (10°C). Por lo que PAni y C-C son apropiados como materiales funcionales para el sensado químico de aminas
DETERMINACIÓN DEL EFECTO SINERGISTICO DEL FENÓMENO EROSIÓN- CORROSIÓN EN EL ACERO API-5L-X52
El fenómeno de erosión-corrosión se encuentra comúnmente en tuberías, válvulas y otros componentes usados en la industria petroquímica. Cuando la corrosión y la erosión actúan conjuntamente, los mecanismos de daño son complejos y en general el deterioro asociado a esta combinación de procesos son mayores que la suma del deterioro generado separadamente, este fenómeno se denomina sinergismo erosión-corrosión
Evaluación experimental del poder coagulante de extractos naturales empleados en la clarificación de aguas
Esta investigación evaluó el poder coagulante de dos extractos naturales obtenidos, el primero a partir
cladodios de cactácea y el segundo a partir de cascara de manzana; éstos se caracterizaron
fisicoquímicamente para determinar los agentes activos. La evaluación experimental de dichos extractos
se llevó a cabo mediante el método de prueba ASTM 2035-13 (Método de análisis prueba de jarras para
coagulación floculación en agua), las variables estudiadas en la etapa experimental fueron el pH y la
dosificación de extracto, la variable de respuesta medida fue la turbiedad. Se estableció un diseño
experimental con arreglo aleatorio con dos réplicas. Las condiciones óptimas de operación se obtuvieron
con base en el análisis estadístico de los datos obtenidos en la etapa experimental con la ayuda del
software especializado. Los extractos obtenidos demostraron ser eficientes en el proceso de remoción de
turbidez del agua, logrando resultados superiores al 80% con dosis equiparables a las reportadas en la
literatura al emplear un coagulante metálico de uso comercial
Enhanced Photocatalytic Activity for H2 Production by RGO/P25 Composite through UV Assisted Anchoring
In this work, graphene oxide (GO) was prepared by the Tour method from graphite powder employing a microwave pre-treatment, which was used to modify TiO2 (P25). A composite of reduced graphene oxide (RGO) and P25 was prepared (RGO/P25) by UV assisted anchoring of P25 on RGO. The structure, morphology, textural and optical properties were studied by XRD, SEM, BET and UV-Vis techniques, respectively. Water splitting photocatalytic evaluation used an aqueous methanol solution of the suspended composite material and a 250 W mercury lamp as light irradiation source. Results indicate a bandgap value of 2.57 eV for the RGO/P25 composite, while this material exhibited a H2 production rate greater than either P25 or graphene oxide alone. A significant enhancement in the hydrogen production rate was achieved by RGO/P25 as photocatalyst obtaining ~400 μmol H2/gh. This can be presumably attributed to graphene oxide acting as an electron collector and transporter in the RGO/P25 composite