Fídias

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE MATERIALES DESARROLLO DE MEZCLAS DE POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD Y ALMIDON DE YUCA Proyecto de grado presentado ante la Universidad Simón Bolívar por: Ismael E. Rivero Duarte Sartenejas, Diciembre de 2007 Svipe nextp UNIVERSIDAD SIMO DECANATO DE ESTU COORDINACIÓN DE DESARROLLO DE ME ALMIDÓN DE YUCA 00 ES INEAL DE BAJA Como requisito parcial para optar al título de Ingeniero de Materiales, Opción: Polímeros Realizado bajo la asesoría de los profesores: Dra.

Vittoria Balsamo Dr. Alejandro Müller os picos de absorbancia a 1571 cm-l y 1724 cm-l corresponden al grupo carboxilato RCOO- y al grupo éster respectivamente que se generan al obtener la sustitución de un grupo hidroxilo del Almyy la apertura del anillo del anhídrido succínlco. Para que la reacción en microondas se llevase a cabo, fue necesaria previa activación del almidón con hidróxido de sodio (NaOH) por medio del ajuste del pH a 8,5±0,2; posteriormente, los productos eran evaluados por medio de la determinación del grado de sustitución (GS).

El compuesto con mayor GS que se obtuvo vía microondas fue de 0,045 ara la reacción con 20% de OSA y 7 minutos de calentamiento en donde existió una gran diferencia con respecto al método convencional en solución con la misma concentración de OSA que dio un GS de 0,031 en una reacción de 24 horas.

En cuanto a las mezclas de PELBD/Almy, se prepararon vía extrusión mezclas de distintas proporciones (100/0, 90/10, 80/20, 70/30 y 60/40) donde se evaluó el comportamiento: térmico por medio de calorimetría diferencial de barrido (DSC), morfológico por microscopía electrónica de barrido (SEM) y mecánico a través de ensayos de tracción. Asi mismo se evaluó la influencia de añadir agente compatibilizante con distintos GS, donde se empleó un producto obtenido en solución con GS de 0,024y el de mayor GS obtenido en microondas de 0,045.

El efecto de incluir Amy en la matriz de PELBD rigidiza el material aumentando s oung a medida que se 2 DF 100 aumenta la concentración propiedades a la fluencia y ruptura se vieron desmejoradas sustancialmente. La adición de compatibilizantes solo presentó mejoras en las propiedades mecánicas para las mezclas con Almy-OSAmw. Por último, se realizó un estudio de la degradación e láminas de las mezclas en «compost» durante S meses donde se obtuvo una diferencia de la degradabilidad de las mezclas con Almy en cuanto a la pérdida de peso y las propiedades mecanlcas.

DEDICATORIA A mis Padres, que de manera abnegada me han dado apoyo tanto en los momentos de felicidad como en los momentos difíciles por los que he pasado. Mi amor por ustedes es infinito y jamás podré expresarles cuan agradecido estoy a la vida por tenerlos a ustedes a mi lado. A mis hermanos Alejandro, José y Daniela, que forman parte de ml ser y quenes slempre me han acompañado cuando lo he necesitado. A la Sra. Alicia, por permitirme entrar a su familia y hacerme sentir parte de ella. El cariño y aprecio por usted siempre estarán presente en mi.

AGRADECIMIENTOS A la Prof. Vittoria y al Prof. Alejandro no solo por darme la oportunidad de realizar este trabajo sino también por brindarme la confianza, el apoyo y la atención durante este período. A Isabel Mollega, por ser a 3 DF 100 ayudarme V estar allí para siempre dispuesta a teórico del trabajo y por la disposición que tuvieron cuando los necesite. A los profesores Johan Sánchez y Marco Sabino, por darme gran apoyo teórico durante la laboración del trabajo y en el inicio del mismo.

A las profesoras María Candal y Jeanette González y al profesor Vicente Contreras, cuyas enseñanzas fueron siempre más allá de lo académico, siempre les agradeceré todo lo aprendido de ustedes dentro y fuera del aula de clase. A los miembros del Grupo de Polímeros de la Universidad Simón Bolívar que estuvieron pendiente de mi y en algún momento tomaron parte de su tiempo para ayudarme, gracias a Enic, Rosa Maria, Marisellys, Norkys, Juan, Verónica, Rose, Jordana y Miguel.

A mis compañeros y amigos que siempre me apoyaron y stuvieron muy pendientes de mi trabajo, con inmenso cariño les doy las gracias: Randy, Ramón, Charbe, Rosmely, Liliana, Yenny, David, Miguel, Jesus, Edgardo, Vanessa, Javier, Federico, pavo, Juanpe, Gabo, El Negro y por supuesto a mi gran amigo que me acompañó siempre en todo momentos Alejandro. A PDVSA St. Thome, Raúl Flores y el Vivero Horticultor C. A. por la colaboración prestada con los elementos técnicos que permitieron el desarrollo de este trabajo. A Ernesto y a María, por dejarme compartir con ustedes y convertirse en mi familia cercana.

Por último, a mis amigos Juancho, Teo y Pedro Miguel, implemente ustedes hacen posible esto, gracias por su amistad. 4 DF 100 DEDICATORIA…………….. AGRADECIMI INDICE INDICE DE FIGURAS………….. TABLAS………. CAPITU 01. CAPITULO II. OBJETIVOS. 4 CAPITU O III. MARCO TEORICO 3. 1) Características generales del almidón…. 5 3. 2) Modificación del almidón…. … 6 3. 2. 1) Gelatinización del almidón (modificación física) 3. 2. 2) Succinilación de Almidones (modificación química) 3. 2. 3) Antecedentes de la modificación de almidón con anhídrido octenil succínico……. 9 3. ) Reacciones de síntesis en icroondas……………. 3. 3. 1) Introducción a la química de microondas………. — A) Historia — 10 B) Teoría de las microondas…….. almidón en 3. 3. 2) Antecedentes de m DF 100 microondas………. y Almidón……. . . CAPITU O IV. PARTE EXPERIMENTAL.. …….. 21 4. 1 ) Materiales… ….. ….. .. . 21 4. 2) Procedimiento experim ental. …….. 22 4. 2. 1) Funcionalización del Almidón de yuca con anhídrido 2- octen-l -succínico (OSA) acuosa — 22 4. 2. 2) Funcionalización del Almidón de yuca con anhídrido 2- bajo radiación microondas (Almy-OSAmw) … 4. 2. 3) Caracterización de Almidones modificados… A) Espectroscopia Infrarroja con transformada de .. 25 B) Determinación del grado de sustitución…. 4. 2. 4) Preparación de las mezclas 26 4. 2. 5) Preparación de láminas por 27 4. 2. 6) Ensayos tensiles. • • • • • „ • • • • 4. 2. 7) Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) 4. 2. 8) Calorimetría diferencial de barrido (DSC) … 27 …… 28 4. 2. 9) Degradación en compost 4. 2. 10) Determinación de peso…. 5. 2) Mezclas de Amy/ PEL BD. . . . . . . . 5. 2. 1) Análisis calorimétrico de las 5. 2. Morfología de las mezclas: microscopía electrónica de barrido 5. 3) Ensayos … 55 5. 4) Degradación de mezclas de PEI_BD/ Amy…. 62 5. 4. 1) Pérdida de … 63 5. 4. 2) Análisis térmico.. 66 5. 4. 3) propiedades . … 69 mecanicas… CAPITULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………… 73 6. 1) Conclusiones………. … 73 6. 2) Recomendaciones.. „ „ „ „ • 75 CAPITULO VII. REFERENCIAS 77 CAPITULO VIII. APENDICE…. A) Calorimetría diferencial de barrido (DSC) B) Propiedades mecanlcas….. C) Distribución de tamaño DF 100 partícula… hídrido succinico, (c) Producto final….. Figura 3. 5. Espectro electromagnético[26] Figura 3. 6. Esquema de calentamiento por, (a) conducción térmica, (b) microondas, donde: 1) paredes del contenedor, 2) supercalentamiento localizado, 3) reactantes-solventes…. 12 Figura 3. 7. Energía de activación[26] Figura 4. 1. Estructura quimica de los principales materiales utilizados, PELBD, (b) almidón de Figura 5. 1. Espectro FTIR del Amy. Figura 5. 2. Espectro FTIR de (a) Almy, (b) Almy- OSAS… . … 32 Espectro FTIR de (a) Almy, (b) producto de reacción Figura 5. 3. Bl

Figura 5. 4. Espectro FTIR de 8 DF 100 5. 11 Termogramas DSC mezclas PEL3D,’Almy (a) enfriamiento y (b) calentamiento (10 0C/min) 5. 12. g DF 100 Almy-OSAmw….. Figura 5. 23. Distribución de tamaño de partícula para la mezcla PELBD/Almy 60/40 (a) sin compatibilizante, (b) Almy-OSAs (c) Almy- OSAmw… ….. 54 Figura 5. 24. Tamaño de partícula promedio…. Cuwa de esfuerzo vs. deformación del Figura 5. 28. PELBD…… — 56 Módulo de Young para las mezclas PELBD/ Figura 5. 26. Amy…. Esfuerzo a la fluencia para las mezclas de PELBD/ Figura 5. 27. Almy…….. . „ . 58

Deformación a la fluencia para las mezclas de PELBD/ Esfuerzo a la ruptura para las mezclas de PELB[Y Figura 5. 29. Deformación a la ruptura para las mezclas de PELBD/ Figura 5. 30. xi Figura 5. 31 Tenacidad para las mezclas de PELBD/AImy sin compatibilizante y con el compatibilizante Amy- OSAmw…… Figura 5. 32. Cuwas características de las mezclas PELBD/Almy sin compatibilizante y con Almy-OSAmw (a) 90/10, (b) 80/20, (c) 70/30 y (d) 62 Figura 5. 33. Porcentaje de pérdida de peso de las mezclas PELBD/ … 64 Figura 5. 34. Fotomicrografías de SEM icie fracturada de las