Estudio de la influencia de óxido de grafeno reducido en las propiedades de nanocompositos en base de polietileno y/o poliamida: desarrollo de membranas permeables para la separación de gases

Abstract

En los últimos años, muchas investigaciones han logrado funcionalizar nanopartículas de sílice, láminas de óxido de grafeno (GO) y/o nanotubos de carbono a estructuras de base olefinas enfocado a sistemas permeables para tratar procesos industriales que mitiguen la contaminación al medio ambiente. Los avances en esta área son muy promisorios y representan nuevas alternativas que se pueden aplicar a diversos campos, entre ellos, el área de los hidrocarburos. Los nanocompositos de óxido de grafeno reducido, por ejemplo, presentan propiedades que interactúan directamente con gases contaminantes como el CO2 y H2S dependiendo de su grado de reducción, así como de su concentración. En primer lugar, se sintetizo oxido de grafeno (GO) por el método de Hummers – Offeman y a partir de estas se hizo una reducción térmica (TrGO) a 600 y 1000°C. Adicionalmente se implementó una modificación de las láminas de grafeno por el método de Leuckart para ejecutar una aminación reductiva y obtener GO-AM y TrGO600-AM. Se sintetizo Polietileno Vía Catálisis Metaloceno (PE-MET) en un reactor Parr y se fabricaron nanocompositos con TrGO1000, los cuales fueron comparados con muestras comerciales de polietileno de alta densidad (HDPE) en los cuales se evaluaron los cambios en la permeabilidad morfología, afinidad, propiedades térmicas y recristalización del polímero al inducir cargas de 1, 3 y 5% de relleno. Del mismo modo se fabricaron nanocompositos con poliamida (PA-6) usando GO con grupos polares en los cuales se evaluó la influencia tanto de los grupos oxigenados como de los aminados en los gases de interés obteniendo resultados favorables para la PA-6-GO-AM al incrementar la permeabilidad de la matriz a 434,5 ± 56,17 Barrer y 53,63 ± 2,4 Barrer (3% en permeabilidad WV y 5% en permeabilidad al O2 respectivamente) generando buenas prospecciones de correlación por selectividad para captura de CO2 y H2S.