Funcionalización de nanoalambres de Óxido de Zinc (ZnO) para la elaboración de recubrimientos poliméricos ignífugos tipo leafing

BERRIO, M.; COLL, V.; DÍAZ, A.; RAMÍREZ, J.; ROJAS, D.; MELÉNDREZ, M.:
CONAMET-SAM Book of Abstracts, 2019

Abstract

Las pinturas intumescentes han sido ampliamente utilizadas debido a que brindan seguridad y control de la propagación del fuego frente a situaciones de incendio. Su formulación principal consta de agentes ligantes, pigmentos, aditivos, entre otros. Donde estos últimos pueden ser materiales a escala nano como coaditivos (nanopartículas NPs, nanotubos CNT entre otros), con el objetivo de mejorar sus propiedades ignifugas y fisicoquímicas. Adicionalmente, mediante mecanismos de migración tipo leafing, se han desarrollado sistemas organo-modificados que permiten obtener propiedades superficiales específicas. De esta manera, los nanoestructuras de Óxido de Zinc se han usado como agentes retardantes de llama, y como modificadores superficiales. Por tal motivo el objetivo de esta investigación fue el estudio de las propiedades superficiales (hidrofobicidad) de recubrimientos ignífugos mediante la adición de nanoalmabres de Zn; ZnO-NWs, bajo la metodología tipo leafing. Para ello, la síntesis de los nanoalambres se realizó por descomposición térmica asistida por microondas (MATD) utilizando ZnO comercial (ZnO, Sigma-Aldrich, 99.99%) en presencia de grafito bajo 1200 W. Posteriormente los ZnO-NWs se modificaron superficialmente mediante reacciones de acoplamiento utilizando un hidrocarbonono ácido monocarboxílico (ácido oleico; OA, Sigma-Aldrich, 1, 5 y 10 % v/v), con el objetivo de aumentar la hidrofobicidad y promover la migración de los sistemas ZnO-NWs-OA hacia la superficie del recubrimiento. Finalmente fueron caracterizadas mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), Difracción de Rayos X (DRX), Termogravimetría (TGA), Espectroscopia UV- Visible, Espectroscopia de Infrarrojo (FTIR) y Espectroscopia Raman. Asimismo, se evaluaron las propiedades superficiales obtenidas, mediante ángulo de contacto utilizando la metodología de la gota sésil. A partir de los análisis obtenidos por TEM, se obtuvo que los ZnO-NW producidos presentaron tamaños entre 20-70 nm y longitudes que entre 1-15 mm, con elevada cristalinidad y crecimiento preferencial en la dirección [001]. Usando XRD y HRTEM, se determinó que ZnO presentó una estructura hexagonal de wurtzita. Las características superficiales de los recubrimientos obtenidos evidenciaron la presencia de los sistemas ZnO-NWs-OA.

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