Arcilla bentonítica modificada con quitosano para materiales compuestos biodegradables



Título del documento: Arcilla bentonítica modificada con quitosano para materiales compuestos biodegradables
Revista: Dyna (Medellín)
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000344066
ISSN: 0012-7353
Autores: 1
1
2
Instituciones: 1Universidad Industrial de Santander, Grupo de Investigación en Minerales, Biohidrometalurgia y Ambiente, Bucaramanga, Santander. Colombia
2Universidad Industrial de Santander, Grupo de Investigación en Química Estructural, Bucaramanga, Santander. Colombia
Año:
Periodo: Jun
Volumen: 78
Número: 167
Paginación: 59-65
País: Colombia
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español Se estudió la modificación de una arcilla colombiana tipo montmorillonita con un biopolímero policatiónico -quitosano-, y se evaluó el efecto del peso molecular del modificante en la efectividad del tratamiento de modificación. Como material de partida se empleó una arcilla montmorillonítica sódica la cual se sometió a un procedimiento de modificación desarrollado para tal fin, empleando diferentes concentraciones de quitosano de bajo y alto peso molecular. Las muestras de arcilla modificada fueron analizadas mediante Difracción de Rayos X, Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), y Análisis Termogravimétrico (TGA) con el fin de identificar los posibles efectos del tratamiento de modificación sobre la estructura de la arcilla. Los resultados mostraron una relación directa entre el incremento de la distancia interlaminar de la arcilla modifi cada y la concentración de quitosano, encontrándose un incremento máximo de 1,559 nm para la relación 2:1 en peso de quitosano de bajo peso molecular y arcilla. En general, se detectó una mayor separación interlaminar en la arcilla al emplear quitosano de bajo peso molecular como modificador, comparado con el quitosano de alto peso molecular, aunque en los dos casos se observó una integración efectiva del agente modificador a la estructura de la arcilla. El análisis IR de la arcilla modificada evidenció la presencia en la estructura de grupos CH, NH3+, CH y NH , provenientes del quitosano, mientras el análisis TG sugirió un cierto grado de hidrofobicidad asociada a la presencia de quitosano, siendo estos aspectos de gran importancia para la aplicación de estos materiales como refuerzos de películas poliméricas biodegradables
Resumen en inglés The modification of a Colombian montmorillonite-type clay with a policationic biopolymer –chitosan- was studied, and the effect of the molecular weight of the modifier on the effectiveness of the modification treatment was evaluated. A Na-montmorillonite clay was used as starting material, which was subjected to a specially developed modification treatment with different concentrations of high and low-molecular weight chitosan. Samples of modified clay were analyzed by X-Ray Diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Thermogravimetric Analysis (TGA) in order to identify the possible effects of the modification treatment on the structure of the clay. The results showed a direct relation between the increase in the interlayer spacing of the modified clay and the concentration of chitosan, finding a maximum increase of 1,559 nm for a 2:1 ratio of low molecular weight chitosan:clay. In general, a greater interlayer separation of the clay was detected when low-molecular weight chitosan was used as modifier, compared to that of high-molecular weight chitosan, even though an effective integration of modifying agent to the structure of the clay was observed in both cases. IR analysis of the modified clay made evident the presence of CH, NH +, CH y NH from the chitosan, while TG analysis suggested some degree of hydrofobicity linked to the presence of chitosan, these aspects being of great importance for the application of these materials as reinforcement in biodegradable polymeric films
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería de materiales,
Arcillas,
Organobentonita,
Montmorillonita,
Quitosana,
Biopolímeros,
Materiales biodegradables
Keyword: Engineering,
Materials engineering,
Clays,
Organobentonite,
Montmorillonite,
Chitosan,
Biopolymers,
Biodegradable materials
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