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Estudio del efecto del flujo de dosificación de monómeros y la concentración de iniciador sobre el diámetro de partícula, conversión y porosidad mediante un diseño factorial para la síntesis de nanopartículas de poliestireno poroso
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Puca Pacheco, Mercedes
Describe el empleo de la polimerización en heterofase en semicontinuo, en condiciones de avidez de monómero, para obtener nanopartículas de poliestireno poroso, para ello se dosificó 34 g de una mezcla orgánica (58.5 %p/p de estireno, 6.5 %p/p de divinilbenceno y 35% p/p de tolueno), sobre 95.5 g de una mezcla acuosa compuesta por dodecil sulfato de sodio (tensioactivo), persulfato de amonio (iniciador) y agua, contenido en un reactor dentro de un ambiente inerte y a 70°C. Se estudió el efecto del flujo de dosificación de la mezcla orgánica y de la concentración del iniciador sobre el comportamiento cinético, el diámetro de partícula, y porosidad usando un diseño factorial 2 2 con puntos centrales. Se obtuvieron nanopartículas porosas de poliestireno con diámetros promedio de partícula entre 18.58 y 31.99 nm y con una distribución de tamaños de partícula estrecha [(Dw/Dn)< 1.1], porosidades entre 10 y 30 % en volumen y diámetros promedio de poro entre 4.82 y 6.30 nm los cuales se consideran de orden mesoporoso. Se obtuvieron conversiones finales entre 78 y 99%, pesos moleculares promedio en número entre 174,049 y 257,540 daltons, con temperaturas de transición vítrea entre 141.0 y 149.5 °C. Según el análisis estadístico de los resultados el diámetro de partícula y la conversión depende directamente del flujo de dosificación y no dependen de la concentración de iniciador. Por otra parte, la porosidad depende directamente proporcional del flujo de dosificación e inversamente proporcional con la concentración de iniciador. Por lo tanto, disminuyendo el flujo de dosificación de monómeros es posible obtener nanopartículas porosas con tamaños de partícula más pequeños, con menor porosidad.
Proceso de obtención de bioplásticos reforzados con grafeno y su evaluación para el uso en bolsas ecológicas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Puca Pacheco, Mercedes; Tinoco Gómez, Oscar Rafael
Estudia el efecto de la variación de la concentración del almidón de papa Yungay, aloe vera y grafeno sobre las propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua mediante el empleo de un diseño factorial 2˄ 3 de dos niveles y de tres factores para lograr obtener un material con propiedades mejoradas. Además, se realiza el estudio ambiental y económico para la producción del bioplástico con propiedades mejoradas. El bioplástico es obtenido por el método casting, y se realizó la caracterización estructural por espectroscopia de infrarrojo, la térmica mediante Calorimetría Diferencial de Barrido, la mecánica empleando norma ASTM 882, la morfológica mediante Microscopía Electrónica de Barrido, permeabilidad mediante el método desecante y biodegradabilidad por el método gravimétrico. De acuerdo, a los resultados obtenidos se evidencia que las películas de bioplástico con un alto valor resistencia a tensión de 2.49 ± 0.28 MPa a altos niveles de concentración de almidón, aloe y grafeno (10% p/p almidón, 24%p/p aloe y 0.045%p/p grafeno). Se encontró un valor mínimo de permeancia y permeabilidad de 5.35 kg/h.kPa.m2 y 0.001839 kg/h.kPa.m, respectivamente, a una concentración de grafeno de 0.005%; concentración de aloe, 24%; y concentración de almidón, 10%. Se obtuvo un valor máximo de 94.37% de biodegradabilidad a bajos niveles de concentración de almidón, aloe y grafeno al mes de evaluación. Se concluye que con la incorporación del aloe vera y grafeno se ha logrado obtener un bioplástico biodegradable con mejores propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de las películas, y con menor impacto ambiental y mediante la evaluación económica se determinó que es rentable para poder ser escalado a nivel industrial, con un VANE de 327,918 y un TIRE de 67% y una relación beneficio-costo de 1.11.