Celulosa y papel

Navarro López Luz María
CELULOSA Y PAPEL
17 marzo de 2011
NANO Y MICRO-FIBRAS DE ACETATO DE CELULOSA REFORZADAS CON
NANO-CRISTALES DE CELULOSA POR ELECTROSPINNING
María E. Vallejos, María S. Peresin, Orlando J. Rojas
Red Iberoamericana de Docencia e Investigación en celulosa y papel
http://www.riadicyp.org.ar/

Objetivos generales
El objetivo de este trabajo fue obtener nano ymicro-fibras de acetato de celulosa (CA) reforzada con nano-cristales de celulosa (NC) por electrospinning. Se utilizaron acetatos de celulosa de diferentes grados de sustitución disueltos en una mezcla binaria de solventes (acetona y N,N-dimetilacetamida). Se obtuvieron materiales fibrosos no-entretejidos con varias composiciones. El efecto de la desacetilación del CA sobre las fibras obtenidas y lamorfología y comportamiento térmico respectivo fue evaluado usando microscopia electrónica de barrido (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC).

Objetivos específicos
Los materiales formados por nano y micro-fibras presentan propiedades únicas debido a su baja densidad, elevada relacion area superficial-peso, elevada porosidad, y tamano reducido deporos. Las nano y micro-fibras producidas por electrospinning han mostrado potencial para aplicaciones en filtros de aire de alto rendimiento, textiles protectores, sensores, materiales compuestos avanzados, celulas fotovoltaicas, aplicaciones medicas y en tecnologias de separacion membranaria.
El uso de la celulosa y sus derivados para la obtencion de nano-fibras mediante el proceso deelectrospinning permitiria un mejor aprovechamiento de la celulosa y el desarrollo de nuevas aplicaciones. Las dificultades en el procesamiento de la celulosa han limitado su aplicación ya que el uso de la celulosa para obtener nano-fibras mediante electrospinning requiere su disolucion. Pocos solventes son capace de disolver la celulosa de modo que pueda ser facilmente procesada por electrospinning.el acetatode celulosa es uno de los derivados de celulosa mas utilizados debido a su baja absorcion y estabilidad termica. Las nano-fibras de acetato de celulosa pueden ser convertidas a celulosa regenerada por eliminacion los grupos acetilo mediante desacetilacion alcalina.Algunos trabajos han demostrado que se pueden obtenerse nano-fibras de celulosa regenerada mediante electrospinning de acetato decelulosa.Se ha demostrado que las membranas de celulosa regenerada tienen una mayor permeabilidad al agua que las membranas microporosas convencionales.
La tecnica de electrospinning es adecuada para la produccion de micro y nano-fibras de una granvariedad de polimeros. Esta tecnica requiere que el polimero se encuentre en solucion y que el solvente sea tan volatil como el agua.Se estudio lainfluencia de las propiedades reologicas de las soluciones de acetato de celulosa en el proceso de formacion de fibras por electroespinning. Se produjeron estructuras fibrosas a escala manometrica a partir soluciones de acetato de celulosa de diferentes grados, mezcla de estos acetatos y acetato de celulosa reforzado con nano-cristales de celulosa, y se analizo la naturaleza quimica y morfologica, asi comolas propiedades superficiales, comportamiento termico, y el efecto de la desacetilacion.
Resultados
Se utilizaron acetatos de celulosa de diferentes grados de sustitucion: CA-320S (Mono-acetato de celulosa), CA-398-3 (Di-acetato de celulosa) y triacetato de celulosa. Se emplearon como disolventes acetona y N,N-dimetilacetamida (DMAc). Las soluciones se obtuvieron de la disolucion de acetato decelulosa en una mezcla binaria 2:1 en peso de acetona : DMAc, con agitacion constante a temperatura ambiente, excepto las mezclas que contenian triacetato de celulosa, las cuales se calentaron hasta 50oC y se enfriaron (a 4oC) sucesivamente para favorecer su solvatacion, hasta su completa disolucion.
Las fibras con o sin refuerzo de CNs se obtuvieron por electrospinning horizontal a partir de...