Nanopartículas híbridas acrílico/caseína dispersas en agua para su empleo como recubrimiento de bajo impacto ambiental

Abstract

En este trabajo de tesis se investiga la síntesis de látex híbridos de acrílico/caseína, con nanoestructura controlada y bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOCs), para su potencial aplicación como aglutinante para recubrimientos, mediante un proceso de bajo impacto medio ambiental como lo es la polimerización en emulsión. Para esto, se abordaron problemas ligados al proceso como: i) el empleo de diferentes concentraciones de caseína y el estudio de su influencia sobre los mecanismos de nucleación e injerto de las nanopartículas; ii) la evaluación de las propiedades de las películas obtenidas a partir de los látex sintetizados y su correlación con la microestructura del polímero y la morfología de las nanopartículas; iii) el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis para incrementar la compatibilidad de los látex ; y iv) la síntesis de látex con alto contenido de sólidos que incrementa el interés industrial del proceso propuesto. Finalmente, se realizó un estudio de factibilidad para la implementación de los látex a escala industrial, el cual involucró un detallado análisis estadístico de la formlulación de los ligantes híbridos.

This thesis presents the synthesis of acrylic/casein hybrid latexes through a low environmental impact process, such as the emulsion polymerization, with the aim of obtaining nanoparticles with controlled nanostructure, low content of volatile organic compounds (VOCs), and with potential application as binder for coatings. Different aspects related to the considered process were addressed: i) the use of varied casein concentration in the emuslsion polimerization of acrylic monomers, investigating their influence on the mechanisms of particle nucleation and grafting; ii) the evaluation of film properties of the obtained latexes considering its relationship with the polymer microstructure and the nanoparticles morphology; iii) the development of new synthesis strategies to increase acrylic/casein compatibility of the hybrid latexes and iv) the polymerization with high solids, that increase the industrial interest of the proposed process. Finally, a preliminary study of feasibility for the industrial implementation of the hybrid latexes was also presented, wich involved a detailed stadistic analysis of the binder formulations.