Síntesis de nanohíbridos basados en nanosílice y celulosa obtenida a partir de línteres de algodón: nanomateriales promisorios en pruebas fluido-fluido y conformance químico

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dc.contributor.advisorRomero Bohórquez, Arnold Rafael
dc.contributor.advisorBurgos Ortiz, Isidro
dc.contributor.authorMoreno González, Pablo David
dc.contributor.evaluatorCombariza Montañez, Marianny Yajaira
dc.contributor.evaluatorMolina Velasco, Daniel Ricardo
dc.date.accessioned2022-11-11T16:06:20Z
dc.date.available2022-11-11T16:06:20Z
dc.date.created2022-11-11
dc.date.issued2022-11-11
dc.description.abstractEn el presente trabajo de investigación se sintetizaron nanohíbridos (NH-CMC-nSiO2) a partir de una reacción de amidación mediada por carbodiimidas, a partir de carboximetilcelulosa (CMC) obtenida de celulosa extraída a partir de línteres de algodón comercial y tres tipos de nanopartículas de sílice aminofuncionalizadas (nSiO2-APTES). Una de las nanopartículas empleadas se obtuvo de una casa comercial y ésta ya se encontraba aminofuncionalizada (nSiO2 – 2% APTES). Mientras que, en los otros dos casos fue necesario llevar a cabo la correspondiente reacción de aminofuncionalización con el respectivo aminosilano (APTES). Una vez los precursores y productos fueron sintetizados, se procedió a su respectiva caracterizaron, mediante técnicas espectroscópicas como son FT-IR, DLS, Pζ, DRX, XPS, SEM y EDS. Además, de técnicas termogravimétricas como TGA y DSC. Por otro lado, se realizaron pruebas de la capacidad viscosificante de las soluciones de los (NH-CMC-n-SiO2 sintetizados y su biopolímero precursor, a diferentes temperaturas y condiciones de salinidad. En adición, se realizó el estudio de la formación de hidrogeles utilizando el método de Syndansk, empleando una sal de cromo (III), como reticulante con el objeto de evaluar la estabilidad de los mismos a diferentes condiciones de temperatura y concentración. Dentro de los resultados asociados a las mediciones de viscosidad, se encontró que el NH-CMC A380-APTES fue quien mejores valores de viscosidad presentó a las condiciones evaluadas, en comparación de la CMC precursora. Vale la pena anotar, que los fluidos preparados a partir del biopolímero precursor y los correspondientes NH-CMC-nSiO2 mostraron un comportamiento newtoniano, así como una estabilidad considerable, frente a procesos de degradación térmica, esfuerzo de corte y salinidad. En el caso de la formación y evaluación de la estabilidad de los hidrogeles a través del tiempo, se realizó un análisis comparativo del NH-CMC A380-APTES frente a la CMC precursora. Se observó que a las diferentes temperaturas y concentraciones evaluadas se forma el respectivo hidrogel, demostrando una interacción metal-polímero efectiva, que en el caso del hidrogel obtenido a partir del nanomaterial NH-CMC A380-APTES resultó más eficiente y estable durante el tiempo del ensayo sin perder su propiedad de gelificación. Todo lo anterior convierte a este tipo de nanomaterial en un potencial producto para aplicaciones de recobro mejorado, tanto en inyección química de polímeros o como precursores de hidrogeles para conformance químico.
dc.description.abstractenglishIn the present research work, nanohybrids (NH-CMC-nSiO2) were synthesized from a carbodiimide-mediated amidation reaction from carboxymethylcellulose (CMC) obtained from cellulose extracted from commercial cotton linters and three types of amino-functionalized silica nanoparticles (nSiO2-APTES). One of the nanoparticles used was obtained from a commercial company and it was already aminofunctionalized (nSiO2 - 2% APTES). In the other two cases it was necessary to carry out the corresponding aminofunctionalization reaction with the respective aminosilane (APTES). Once the precursors and products were synthesized, they were characterized by means of spectroscopic techniques such as FT-IR, DLS, Pζ, XRD, XPS, SEM and EDS. In addition, thermogravimetric techniques such as TGA and DSC. On the other hand, tests of the viscosifying capacity of the solutions of the synthesized (NH-CMC-n-SiO2 and its precursor biopolymer were carried out at different temperatures and salinity conditions. In addition, the formation of hydrogels was studied using the Syndansk method, employing a chromium (III) salt as crosslinker to evaluate their stability at different temperature and concentration conditions. Among the results associated with the viscosity measurements, it was found that the NH-CMC A380-APTES was the one with the best viscosity values at the conditions evaluated, compared to the precursor CMC. It is worth noting that the fluids prepared from the precursor biopolymer and the corresponding NH-CMC-nSiO2 showed Newtonian behavior, as well as considerable stability against thermal degradation processes, shear stress and salinity. In the case of the formation and evaluation of the stability of hydrogels over time, a comparative analysis of NH-CMC A380-APTES versus the precursor CMC was performed. It was observed that at the different temperatures and concentrations evaluated the respective hydrogel is formed, demonstrating an effective metal-polymer interaction, which in the case of the hydrogel obtained from the NH-CMC A380-APTES nanomaterial was more efficient and stable during the time of the test without losing its gelling property. All the above makes this type of nanomaterial a potential product for enhanced recovery applications, either in chemical injection of polymers or as precursors of hydrogels for chemical conformance.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameQuímico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12014
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programQuímica
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCelulosa
dc.subjectCarboximetilcelulosa (CMC)
dc.subjectNanopartículas de sílice (nSiO2)
dc.subjectNanohíbrido
dc.subjectInyección de polímeros
dc.subjectRecobro mejorado
dc.subject.keywordCellulose
dc.subject.keywordCarboxymethylcellulose (CMC)
dc.subject.keywordSilica nanoparticles (nSiO2)
dc.subject.keywordNanohybrid
dc.subject.keywordPolymer injection
dc.subject.keywordEnhanced recovery
dc.titleSíntesis de nanohíbridos basados en nanosílice y celulosa obtenida a partir de línteres de algodón: nanomateriales promisorios en pruebas fluido-fluido y conformance químico
dc.title.englishSynthesis of nanohybrids based on nanosilica and cellulose obtained from cotton linters: promising nanomaterials in fluid-fluid and chemical conformance tests
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Química