Tesis por compendio / "Development of polylactic acid (PLA)-derived formulations by plasticization and additives from renewable resources" The main objective of this doctoral thesis is the study, development and characterization of biodegradable or biocompatible materials from poly(lactic acid) (PLA) with improved properties for uses in several sectors such as food packaging, medical sector, etc. In order to modify the ductility and the stiffness of PLA, with the subsequent effects on its potential uses in different sectors, different fillers and/or additives were incorporated to PLA formulations by extrusion. Several plasticizers derived from vegetable oils and fatty acids were used; particularly, an epoxidized plasticizer derived from stearic acid (octyl epoxy stearate - OES) and a maleinized linseed oil - MLO were used. Another strategy that has been used in this research has focused on the development of binary blends with other polymers with increased ductility such as polycaprolactone (PCL) and thermoplastic starch (TPS). Finally, incorporation of several biocompatible/resorbable fillers derived from calcium orthophosphate (Ca3(PO4)2) such as ß-tricalcium phosphate (ß-TCP) and hydroxyapatite (HA), was carried out to widen the potential of these PLA-based materials in medical applications. / "Desarrollo de formulaciones derivadas de ácido poliláctico (PLA), mediante plastificación e incorporación de aditivos de origen natural" El objetivo principal de esta tesis doctoral es el estudio, desarrollo y caracterización de materiales biodegradables o biocompatibles de ácido poliláctico (PLA) con propiedades mejoradas para su aplicación en diversos sectores como el envasado de alimentos, sector médico, etc. Para modificar la ductilidad o rigidez del PLA y con ello su aptitud en los distintos campos, se lleva a cabo un estudio de la incorporación de diferentes cargas o aditivos, mediante mezclado por extrusión. Se han utilizado plastificantes derivados de aceites vegetales y ácidos grasos; en particular, un plastificante epoxidado derivado del ácido esteárico (epoxi estearato de octilo - OES) y un derivado maleinizado de aceite de linaza - MLO. Otra de las estrategias que se han abordado se ha centrado en el desarrollo de mezclas binarias con otros biopolímeros con mayor ductilidad como la policaprolactona (PCL) y el almidón termoplástico (TPS). Finalmente, se ha llevado a cabo la incorporación de cargas biocompatibles tipo ortofosfato cálcico (Ca3(PO4)2) como el ß-fosfato tricálcico (ß-TCP) y la hidroxiapatita (HA) para ampliar el potencial de estos materiales basados en PLA en el sector médico. / "Desenvolupament de formulacions derivades d'àcid polilàctic (PLA), mitjançant plastificació i incorporació d'additius d'origen natural" L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és l'estudi, desenvolupament i caracterització de materials biodegradables i biocompatibles d'àcid polilàctic (PLA) amb propietats millorades per a la seua aplicació en diversos sectors com ara l'envasat d'aliments, sector mèdic, etc. Per tal de modificar la ductilitat o rigidesa del PLA, i amb això, la seua aptitud en els esmentats camps, s'ha fet un estudi de la incorporació de diferents càrregues o additius, mitjançant mesclat per extrusió. S'han utilitzat plastificants derivats d'olis vegetals i àcids grassos; en particular, un plastificant epoxidat derivat de l'àcid esteàric (epoxi estearat d'octil - OES) i un derivat maleinitzat d'oli llinós - MLO. Una altra estratègia que s'ha seguit s'ha centrat en el desenvolupament de mescles binàries amb altres polímers amb major ductilitat com ara la policaprolactona (PCL) i el midó termoplàstic (TPS). Finalment, s'ha dut a terme la incorporació de càrregues biocompatibles de tipus ortofosfat càlcic (Ca3(PO4)2) com ara el ß-fosfat tricàlcic (ß-TCP) i la hidroxiapatita (HA) per tal d'ampliar el potencial d'aquests materials basats en PLA al sector mèdic. / Ferri Azor, JM. (2017). Desarrollo de formulaciones derivadas de ácido poliláctico (PLA), mediante plastificación e incorporación de aditivos de origen natural [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86166 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Tesis por compendio / Titanium and its alloys have been widely used in oral implantology due to their mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility. However, under in vivo conditions the implants are subjected to the tribocorrosion phenomenon, which consists in the degradation mechanisms due to the combined effect of wear and corrosion. This process contributes to limiting the life span of the implant and may generate clinical problems in patients as metallic ions are released. Another cause of dental implant failure may be the loosening of the implant as metal does not promote osseointegration. The powder-metallurgy process is a promising alternative to the traditional casting fabrication process of titanium alloys for bone implants design, as the porous structure would allow the bone to grow into the pores. This would result in a better fixation of the metal implant without the need of sandblasting /acid etching the surface. The present Doctoral thesis aims at describing the corrosion and tribocorrosion behavior of titanium alloys and their degradation mechanisms when processed by powder metallurgy, as a possible alternative to standard casting for dental implant application. For this, model Ti6Al4V titanium alloy and possible substitute Ti6Al7Nb alloy, where Vanadium has been replaced by Niobium in order to avoid cytotoxicity of the resulting biomaterial, have been studied. Electrochemical and tribo-electrochemical characterization of the biomaterials have been carried out under different physico-chemical conditions with biological relevance (in artificial saliva (AS) with different fluoride content, pH and oxidising conditions) which noticeably influences the degradation mechanisms of the studied materials. A new tribocorrosion technique that allows measuring the galvanic potential and current between the wear track (anode) and the passive material (cathode) through Zero-Resistance Ammetry (ZRA) has been also used to elucidate tribocorrosion mechanisms of the model Ti6Al4V cast alloy in AS. The ZRA technique for tribocorrosion allowed predicting the real depassivated area and therefore, the deviation of the wear mechanisms from Archard wear law at Open Circuit Potential (OCP). All alloys show passivity in artificial saliva although active dissolution occurs in presence of high fluoride concentration (1000 ppm) and acidic conditions, pH 3. The degradation mechanism of sintered alloys is mainly governed by the mechanical wear in AS and only determined by the active dissolution when fluorides are added to acidified artificial saliva (pH 3). Wear was found to be governed by the prevailing oxidizing condition (simulated by changes in the electrode potential). Ti6Al4V alloy processed by powder metallurgy showed a similar tribocorrosion resistance when compared to commercially available cast alloy suggesting that powder metallurgy is a promising fabrication process for implant applications. The influence of the alloying elements, Al and Nb, on the corrosion and tribocorrosion behavior of different titanium alloys, Ti6Al7Nb, Ti7Nb and Ti6Al has been studied and in all cases, the corrosion resistance is improved when compared to pure titanium. Wear damage was found to be critically affected by the ductility of the material, thus by the alloying element. Ti6Al7Nb showed a better corrosion resistance and similar tribocorrosion behaviour when compared to Ti6Al4V. The results of this thesis have shown that Ti6Al7Nb obtained by Powder metallurgy is a promising biomedical alloy for oral implants. Wear damage of sintered Ti alloys depends on the electrochemical potential and their tribocorrosion behaviour is critically affected by a high content of fluoride found in common daily dental health care products. / El titanio y sus aleaciones han sido utilizados en implantología oral debido a sus propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad. Sin embargo, bajo condiciones in vivo los implantes están sometidos al fenómeno de tribocorrosión, que consiste en mecanismos de degradación debido al efecto combinado de desgaste y corrosión. Este proceso disminuye la vida útil del implante y genera problemas clínicos a medida que se liberan iones metálicos. La pérdida de fijación del implante es otra causa de fracaso del implante, por falta de osteointegración. El proceso de pulvimetalurgia es una alternativa prometedora al proceso tradicional de fabricación (colada, forja) de aleaciones de titanio para el diseño de implantes óseos, ya que la estructura porosa permitiría que el hueso crezca dentro de los poros, dando lugar a una mejor fijación del implante. La presente tesis doctoral pretende describir el comportamiento frente a la corrosión y tribocorrosión de las aleaciones de titanio y sus mecanismos de degradación cuando se procesan mediante pulvimetalurgia, como una posible alternativa a la colada estándar para la aplicación de implantes dentales. Se ha estudiado el modelo de aleación de titanio Ti6Al4V y posible sustitución por la aleación Ti6Al7Nb, donde el Vanadio ha sido sustituido por Niobio para evitar la citotoxicidad del biomaterial. La caracterización electroquímica y tribo-electroquímica de los biomateriales se ha llevado a cabo en diferentes condiciones físico-químicas con relevancia biológica (en saliva artificial (AS) con fluoruro, pH y condiciones oxidantes) que influye notablemente en los mecanismos de degradación de los materiales estudiados. También se ha utilizado una nueva técnica de tribocorrosión que permite medir el potencial galvánico y la corriente entre la pista de desgaste (ánodo) y el material pasivo (cátodo) a través de la ametría de resistencia cero (Zero-Resistence Ammetry, ZRA) para elucidar los mecanismos de tribocorrosión de la aleación de forja Ti6Al4V en AS. La técnica ZRA para tribocorrosión permitió predecir el área real despasivada y, por tanto, la desviación de los mecanismos de desgaste de la ley de desgaste de Archard en OCP. Las aleaciones muestran pasividad en AS, aunque la disolución activa se produce en presencia de alta concentración de fluoruro (1000 ppm) y condiciones ácidas, pH 3. El mecanismo de degradación de las aleaciones sinterizadas se rige principalmente por el desgaste mecánico en AS y sólo determinado por la disolución activa cuando se añaden fluoruros a la saliva artificial acidificada (pH3). Se encontró que el desgaste se rige por la condición oxidante predominante (simulada por cambios en el potencial de electrodo). La aleación Ti6Al4V procesada por pulvimetalurgia mostró una resistencia similar a la tribocorrosión cuando se comparó con la aleación forjada comercial disponible, lo que sugiere que la pulimetalurgia es un prometedor proceso de fabricación para aplicaciones de implantes. Se ha estudiado la influencia de los elementos aleantes Al y Nb sobre el comportamiento de corrosión y tribocorrosión de diferentes aleaciones de titanio Ti6Al7Nb, Ti7Nb y Ti6Al y en todos los casos la resistencia a la corrosión se mejora en comparación con el titanio puro. El daño de desgaste está afectado críticamente por la ductilidad del material, por lo tanto, por el elemento de aleación. La aleación Ti6Al7Nb mostró una mejor resistencia a la corrosión y un comportamiento similar de tribocorrosión en comparación con la aleación Ti6Al4V. Los resultados de esta tesis han demostrado que el Ti6Al7Nb obtenido por pulvimetalurgia es una prometedora aleación biomédica para implantes orales. El deterioro del desgaste de las aleaciones de Ti sinterizadas depende del potencial electroquímico y su comportamiento a tribocorrosión se ve afectado de manera crítica por un alto contenido de ion flúor / El titani i els seus aliatges s'han utilitzat en l'implantologia oral degut a les seves propietats mecàniques, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. No obstant això, en condicions in vivo els implants són sotmesos al fenomen de tribocorrosió, que consisteix en els mecanismes de degradació causats per l'efecte combinat de desgast i corrosió. Aquest procés contribueix a limitar la vida útil de l'implant i pot generar problemes clínics com l'alliberament d'ions metàl¿lics. Una altra causa de fracàs de l'implant dental pot ser la pèrdua de fixació de l'implant, ja que el metall no promou l'osteointegració. El procés de pulvimetal¿lúrgia és una alternativa prometedora al procés tradicional de fabricació (colada i forja) d'aliatges de titani per al disseny d'implants ossis, ja que l'estructura porosa permetria que l'os creixca dins dels porus. Això donaria lloc a una millor fixació de l'implant metàl¿lic. La present tesi doctoral pretén descriure el comportament enfront de la corrosió i tribocorrosió dels aliatges de titani i els seus mecanismes de degradació quan es processen mitjançant pulverimetal¿lúrgia, com una possible alternativa a la fabricació estàndard per forja per a l'aplicació d'implants dentals. Per a això, s'ha estudiat el model d'aliatge de titani Ti6Al4V i possible substitució per l'aliatge Ti6Al7Nb, on el vanadi ha estat substituït per niobi per evitar la citotoxicitat del biomaterial resultant. La caracterització electroquímica i tribo-electroquímica dels biomaterials s'ha dut a terme en diferents condicions fisicoquímiques amb rellevància biològica (en saliva artificial (AS) amb fluorur, pH i condicions oxidants) que influix notablement en els mecanismes de degradació dels materials estudiats. També s'ha utilitzat una nova tècnica de tribocorrosió que permet mesurar el potencial galvànic i el corrent entre la pista de desgast (ànode) i el material passiu (càtode) a través de la ametria de resistència zero (Zero-Resistence Ammetry, ZRA) per elucidar els mecanismes de tribocorrosió de l'aliatge de forja Ti6Al4V en AS. La tècnica ZRA per tribocorrosió va permetre predir l'àrea real despassivada i, per tant, la desviació dels mecanismes de desgast de la llei de desgast de Archard en OCP. Tots els aliatges mostren passivitat en la saliva artificial, tot i que la dissolució activa es produix en presència d'alta concentració de fluorur (1000 ppm) i condicions àcides, pH 3. El mecanisme de degradació dels aliatges sinteritzats es regix principalment pel desgast mecànic en AS i només determinat per la dissolució activa quan s'afegixen fluorurs a la saliva artificial acidificada (pH 3). Es va trobar que el desgast es regix per la condició oxidant predominant (simulada per canvis en el potencial d'elèctrode). L'aliatge Ti6Al4V processada per pulverimetal¿lúrgia va mostrar una resistència similar a la tribocorrosió quan es va comparar amb l'aliatge forjada comercial disponible, el que suggerix que la pulverimetal¿lúrgia és un prometedor procés de fabricació per a aplicacions d'implants. S'ha estudiat la influència dels elements d'aliatge Al i Nb sobre el comportament de corrosió i tribocorrosió de diferents aliatges de titani Ti6Al7Nb, Ti7Nb i Ti6Al i en tots els casos la resistència a la corrosió es millora en comparació amb el titani pur. Es va trobar que el dany de desgast està afectat críticament per la ductilitat del material, per tant, per l'element d'aliatge. L'aliatge Ti6Al7Nb va mostrar una millor resistència a la corrosió i un comportament similar de tribocorrosió en comparació amb l'aliatge Ti6Al4V. Els resultats d'aquesta tesi han demostrat que el Ti6Al7Nb obtingut per pulverimetal¿lúrgia és un prometedor aliatge biomèdic per a implants orals. El deteriorament del desgast dels aliatges de Ti sinteritzats depèn del potencial electroquímic i el seu comportament a tribocorrosió es veu afectat de manera crí / Licausi, M. (2017). Analysis of tribocorrosion behavior of biomedical powder metallurgy titanium alloys [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90448 / Compendio

En esta Tesis se plantea un aprovechamiento integral de antioxidantes naturales para reforzar al polipropileno contra la degradación termoxidativa que sufre durante su proceso de conformado. De entre estos compuestos, los ácidos hidroxicinámicos son un grupo de moléculas presentes en la pared celular vegetal, cuyos principales representantes son el ácido ferúlico, p-cumárico, cafeico y sinápico, de los cuales el ácido ferúlico y p-cumárico son los de mayor abundancia en la naturaleza. Están formados básicamente por un anillo aromático, un grupo alifático y un ácido carboxílico en el extremo. Son denominados hidroxicinámicos por la sustitución del grupo hidroxilo en el anillo aromático. Otra forma en la que se encuentran presentes es como ácido clorogénico (ácido cafeico, preferentemente), son solubles y se presentan en altas concentraciones en bebidas como el café. Esta investigación, se inicia con un estudio que sirve para identificar y conocer los residuos generados en el proceso de desodorización del polipropileno. Para llevar a cabo este análisis, se realizó un prototipo de desorber que sirvió para generar y posteriormente analizar los residuos líquidos y sólidos generados. Mediante cromatografía y ensayos calorimétricos se ha podido identificar las moléculas derivadas del proceso de degradación así como proponer las rutas químicas que dan origen a estos derivados tóxicos. Una vez identificadas estas sustancias, se ha podido valorar los riesgos que estos podrían provocar en el medio de degradación. Un segundo estudio desarrollado en esta investigación, ha tenido como objetivo la búsqueda de una aplicación a los residuos generados durante el proceso de síntesis del PP. A través del estudio de las cinéticas de degradación se ha planteado una recuperación de estos derivados mediante procesos de pirolisis y quimiólisis. Además, este estudio ha servido para comparar y determinar qué modelos cinéticos de degradación son los que mejor se ajustan al proceso de degradación del PP en el rango de temperaturas de trabajo para este polímero. Finalmente, para determinar los efectos antioxidantes de los aditivos estudiados en la matriz del polipropileno, se prepararon diferentes formulaciones con aditivos naturales y con aditivos de origen petroquímico, como el Irganox y el Ethanox a modo de comparación. Los films preparados se analizaron mediante diferentes técnicas con el fin de obtener información físico-química, colorimétrica, estructural y de resistencia mecánica. De los resultados obtenidos, se ha podido comprobar que el ácido cafeico superó a los otros antioxidantes, reduciendo la producción de aflatoxinas en más del 95 por ciento. / The growing social sensitivity linked to environmental issues in relation to the carbon footprint, together with the depletion of non-renewable sources, has acted as a driving force for the search for alternative materials for the synthesis and optimization of polymeric material formulations. Present in most plant foods, antioxidants block the damaging effect of free radicals that occur when a polymer undergoes a degradation process. This thesis proposes an integral use of natural antioxidants to reinforce the polypropylene against the thermo-oxidative degradation that suffers during its forming process. Among these compounds, hydroxycinnamic acids are a group of compounds present in the plant cell wall, whose main representatives are ferulic acid, p-coumaric, caffeic and sinapic, of which ferulic acid and p-coumaric are the most abundant In nature. They are basically formed by an aromatic ring, an aliphatic group and a carboxylic acid at the end. They are called hydroxycinnamics by the substitution of the hydroxyl group in the aromatic ring. Another way in which they are present is as chlorogenic acid (caffeic acid, preferably), they are soluble and present in high concentrations in beverages such as coffee. In this research, an initial study is proposed to identify and know the waste generated in the process of deodorization of polypropylene. To carry out this study, a prototype of desorbing was carried out in order to analyze the liquid and solid waste generated, which subsequently served to analyze the risks that these could cause. By means of chromatography and calorimetric analysis it has been possible to identify the molecules derived from the degradation process as well as to propose the chemical routes that give rise to these toxic derivatives. A second study served to apply the waste generated during the PP synthesis process. Through the study of the kinetics of degradation, a recovery of these derivatives has been considered through pyrolysis or chemical processes. This study served to compare and determine best models that suit the process of degradation of the PP in the range of working temperatures for this polymer. In order to determine the antioxidant effects of the additives studied in the polypropylene matrix, different formulations were prepared with natural additives and with additives of petrochemical origin as a comparison. The prepared films were analyzed by different techniques in order to obtain physical-chemical, colorimetric, structural and mechanical resistance information. From the results obtained, it was found that caffeic acid exceeded the other antioxidants, reducing the production of aflatoxins by more than 95 percent. / La creixent sensibilitat social lligada a temes mediambientals en relació a la petjada de carboni, juntament amb l'esgotament de les fonts no renovables, ha actuat com a força impulsora per a la cerca de matèries alternatives per a la síntesi i optimització de formulacions de materials polimèrics. Presents en la majoria els aliments vegetals, els antioxidants bloquegen l'efecte perjudicial dels radicals lliures que es produeixen quan un polímer pateix un procés de degradació. En aquesta investigació, es planteja un aprofitament integral d'antioxidants naturals per a reforçar al polipropilè contra la degradació termoxidativa que pateix durant el seu procés de conformat. Entre aquests compostos, els àcids hidroxicinámicos són un grup de compostos presents en la paret cel·lular vegetal, els principals representants del qual són l'àcid ferúlico, p-cumárico, cafeico i sinápico, dels quals l'àcid ferúlico i p-cumárico són els de major abundància en la naturalesa. Estan formats bàsicament per un anell aromàtic, un grup alifàtic i un àcid carboxílic en l'extrem. Són denominats hidroxicinámicos per la substitució del grup hidroxil en l'anell aromàtic. Una altra forma en la qual es troben presents és com a àcid *clorogénico (àcid *cafeico, preferentment), són solubles i es presenten en altes concentracions en begudes com el café. De la mateixa manera, en aquest estudi es planteja un estudi inicial per a identificar i conéixer els residus generats en el procés de desodorización del polipropilè. Per a dur a terme aquest estudi es va realitzar un prototip de desorber amb la finalitat d'analitzar els residus líquids i sòlids generats, que van servir posteriorment per a analitzar els riscos que aquests podrien provocar. Mitjançant cromatografia i assajos calorimétricos s'ha pogut identificar les molècules derivades del procés de degradació així com proposar les rutes químiques que donen origen a aquests derivats tòxics. Un segon estudi desenvolupat en aquesta investigació, va servir per a donar aplicació als residus generats durant el procés de síntesi del PP. A través de l'estudi de les cinètiques de degradació s'ha plantejat una recuperació d'aquests derivats mitjançant processos de pirolisis o quimiólisis. Aquest estudi ha servit per a comparar i determinar què models cinètics de degradació són els que millor s'ajusten al procés de degradació del PP en el rang de temperatures de treball per a aquest polímer. Per a determinar els efectes antioxidants dels additius estudiats en la matriu del polipropilè es van preparar diferents formulacions amb additius naturals i amb additius d'origen petroquímic a manera de comparació. Els films preparats es van analitzar mitjançant diferents tècniques amb la finalitat d'obtindre informació físic-química, colorimètrica, estructural i de resistència mecànica. Dels resultats obtinguts, s'ha pogut comprovar que l'àcid cafeico va superar als altres antioxidants, reduint la producció de *aflatoxinas en més del 95 per cent / Hernández Fernández, JA. (2018). USO DE ADITIVOS SOSTENIBLES EN LA ESTABILIZACIÓN TÉRMICA DEL POLIPROPILENO EN SU PROCESO DE SÍNTESIS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111841

Esta tesis presenta un conjunto original de procedimientos para la síntesis de nanoestructuras de TiO2 y ZnO por biomimetización de membranas de cáscara de huevo obteniendo materiales valiosos para fotovoltaica como se muestra en su evaluación de rendimiento como ánodo en células solares sensibilizadas por colorante. "El manuscrito está dividido en 7 capítulos. En el primer capítulo, titulado Introducción, se presentan las bases teóricas para la comprensión de los procesos de biomimetización, membranas de cáscara de huevo, síntesis de ZnO y TiO2, y células solares sensibilizadas por colorantes (DSSC). Después del capítulo introductorio, el Capítulo 2 revela los objetivos generales y específicos de esta investigación. Posteriormente, el Capítulo 3 describe el procedimiento experimental utilizado para las síntesis y caracterizaciones de ZnO y TiO2, así como el procedimiento utilizado en el ensamblaje y la caracterización de las células fotovoltaicas. En el capítulo 4 se presentan y discuten los resultados obtenidos con las síntesis y la aplicación de los polvos como fotodoles en DSSC. En este capítulo, hemos decidido subdividirlo en secciones específicas para explicar cuestiones científicas específicas sobre el tema. En el capítulo 5 se presentan las conclusiones del estudio en vista de los diferentes aspectos: obtención de TiO2 biomimético y ZnO, diferencias entre los polvos sintetizados por biomimetización de las membranas de cáscara de huevo, y la caracterización de las células construidas con los polvos biomiméticos. / Esta tesi presenta un conjunt original de procediments per a la síntesi de nanoestructuras de TiO2 i ZnO per biomimetización de membranes de corfa d'ou obtenint materials valuosos per a fotovoltaica com es mostra en la seua avaluació de rendiment com a ànode en cèl·lules solars sensibilitzades per colorant. "El manuscrit està dividit en 7 capítols. En el primer capítol, titulat Introducció, es presenten les bases teòriques per a la comprensió dels processos de biomimetización, membranes de corfa d'ou, síntesi de ZnO i TiO2, i cèl·lules solars sensibilitzades per colorants (DSSC) . Després del capítol introductori, el Capítol 2 revela els objectius generals i específics d'esta investigació. Posteriorment, el Capítol 3 descriu el procediment experimental utilitzat per a les síntesis i caracteritzacions de ZnO i TiO2, així com el procediment utilitzat en l'acoblament i la caracterització de les cèl·lules fotovoltaiques. En el capítol 4 es presenten i discutixen els resultats obtinguts amb les síntesis i l'aplicació de les pols com fotodoles en DSSC. En este capítol, hem decidit subdividir-ho en seccions específiques per a explicar qüestions científiques específiques sobre el tema. En el capítol 5 es presenten les conclusions de l'estudi en vista dels diferents aspectes: obtenció de TiO2 biomimético i ZnO, diferències entre les pols sintetitzats per biomimetización de les membranes de corfa d'ou, i la caracterització de les cèl·lules construïdes amb les pols biomiméticos. / This thesis introduces an original set of procedures for the Synthesis of ZnO and TiO2 nanostructures by biomimetization of eggshell membranes obtaining valuable materiales for photovoltaic as shown on their performance evaluation as anode in Dye-Sensitized Solar Cells". The manuscript is divided into 7 chapters. In the first chapter, entitled Introduction, it is presented the theoretical bases for the understanding of the biomimetization processes, eggshell membranes, ZnO and TiO2 syntheses, and dye-sensitized solar cells (DSSC). After the introductory chapter, Chapter 2 reveals the general and specific objectives of this research. Subsequently, Chapter 3 describes the experimental procedure used for the syntheses and characterizations of ZnO and TiO2 as well as the procedure used in the assembly and characterization of the photovoltaic cells. In chapter 4 are presented and discussed the results obtained with the syntheses and application of the powders as photoanodes in DSSC. In this chapter, we have chosen to subdivide it into specific sections to explain specific scientific issues on the subject. In chapter 5 the conclusions of the study are presented in view of the different aspects: obtaining ZnO and biomimetic TiO2, differences between the powders synthesized by biomimetization of eggshell membranes, and the characterization of the cells constructed with the biomimetic powders. / Camaratta, R. (2018). Synthesis Of ZnO and TiO2 By Biomimetization Of Eggshell Membranes And Its Evaluation As Anode In Dye-Sensitized Solar Cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113416

RESUMEN. "Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización" En los últimos años, se ha producido un incremento de la sensibilidad por el medio ambiente. Con ello, muchas investigaciones se han dirigido hacia el desarrollo de nuevos materiales más respetuosos con el medio ambiente. En el campo de la tecnología de polímeros, el empleo de biopoliésteres poco a poco está invadiendo los sectores industriales. Entre estos poliésteres, el ácido poliláctico (PLA), que puede obtenerse a partir de recursos renovables como el almidón, ha ido ganando relevancia al mismo tiempo que su precio ha ido disminuyendo. Actualmente el PLA es un biopolímero de gran importancia en sectores como automoción, construcción, sector médico, impresión 3D, etc. entre otros. El PLA presenta excelentes propiedades mecánicas y buena estabilidad térmica. Además, ofrece una ventana de procesado bastante amplia que permite la fabricación de piezas y componentes evitando la degradación térmica de éste. No obstante, el PLA es un polímero de alta cristalinidad y ello repercute en sus propiedades dúctiles. Este se caracteriza por un bajo alargamiento a la rotura, baja tenacidad y, en consecuencia, elevada fragilidad. Esta tesis doctoral se centra en la mejora de las propiedades dúctiles y reducción de la fragilidad intrínseca del PLA para ampliar, todavía más, sus aplicaciones industriales. De los diferentes planteamientos: plastificación, copolimerización, extrusión reactiva y mezclado, esta tesis doctoral se centra en la reducción de la fragilidad mediante la obtención de mezclas ternarias con otros biopoliésteres con el fin de obtener formulaciones altamente respetuosas con el medio ambiente y un conjunto de propiedades equilibradas. Para ello se plantea la hipótesis de emplear un biopoliéster que mantenga las propiedades mecánicas resistentes en valores altos. En este caso, se ha trabajado con poli(3-hidroxibuturato) - (PHB), obtenido por fermentación bacteriana. La otra hipótesis de trabajo, se centra en el empleo de diversos biopoliésteres flexibles que aporten buena resistencia al impacto, aumentando, de esta manera, la tenacidad de las formulaciones industriales. Con este fin, en esta tesis se trabaja con diversos biopoliésteres flexibles como la poli(¿-caprolactona) - (PCL), poli(butilén succinato) - (PBS) y un copoliéster, el poli(butilén succinado-co-adipato) - (PBSA). Considerando la importancia que adquieren los fenómenos de miscibilidad en las propiedades finales de mezclas de polímeros, se plantea la utilización de una serie de agentes compatibilizantes derivados de recursos naturales renovables. En particular, se trabaja con aceites vegetales modificados (epoxidados, malenizados y acrilados). Así, dada la reactividad de los grupos epoxi, anhídrido maleico y ácido acrílico con los grupos hidroxilo terminales presentes en las cadenas de los diferentes biopoliésteres, se plantea la hipótesis de mejora de la miscibilidad/interacción entre los diferentes polímeros de las mezclas ternarias mediante el empleo de aceite de soja epoxidado, maleinizado y acrilado (ESO, MSBO y AESO respectivamente). De forma global, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral, permiten ampliar el campo de utilización del PLA a través de mezclas ternarias con PHB y PCL o bien con PHB y PBS o PBSA. Las formulaciones desarrolladas en este trabajo de investigación mejoran notablemente la tenacidad del PLA, aspecto que permite reducir de forma significativa su fragilidad intrínseca. / RESUM. "Reducció de la fragilitat intrínsica de formulacions industrials d'àcid polilàctic - PLA mitjançant la utilització de tècniques de mesclat i compatibil·lització" En els últims anys, s'ha produït un increment de la sensibilitat pel medi ambient. Amb aquest, moltes investigacions s'han dirigit cap al desenvolupament de nous materials més respectuosos amb el medi ambient. En el camp de la tecnologia de materials polimèrics, la utilització de biopolièsters poc a poc està envaint els sectors industrials. Entre tots aquest biopolièsters, l'àcid polilàctic (PLA), que pot obtenir-se a partir de recursos renovables com ara el midó, ha anat guanyant rellevància al mateix temps que el seu preu ha anat disminuint. Actualment, el PLA és un biopolímer de gran importància en sectors com l'automoció, construcció, sector mèdic, impressió 3D, etc. entre d'altres. El PLA presenta excel·lents propietats mecàniques i una bona estabilitat tèrmica. A més a més, ofereix una finestra de processat prou ampla que permet la fabricació de peces i components evitant la degradació tèrmica d'aquest. No obstant això, el PLA és un polímer d'alta cristal·linitat i això repercuteix en les seues propietats dúctils. Aquest es caracteritza per un baix allargament a la ruptura, baixa tenacitat i, en conseqüència, elevada fragilitat. Aquesta tesi doctoral es centra en la millora de les propietats dúctils i la reducció de la fragilitat intrínseca del PLA per tal d'ampliar, encara més, les seues aplicacions industrials. Dels diferents plantejaments possibles: plastificació, copolimerització, extrusió reactiva i mesclat, aquesta tesi doctoral es centra en la reducció de la fragilitat mitjançant l'obtenció de mescles ternàries amb d'altres biopolièsters amb la finalitat d'obtenir formulacions altament respectuoses amb el medi ambient i un conjunt de propietats equilibrades. Per a aconseguir això, es planteja la hipòtesi d'utilitzar un biopolièster que mantinga les propietats mecàniques resistents en valors elevats. En aquest cas, s'ha treballat amb poli(3-hidroxibutirat) - (PHB), obtingut per fermentació bacteriana. L'altra hipòtesi de treball, es centra en la utilització de diversos biopolièsters flexibles que siguen capaços d'aportar una bona resistència a l'impacte, augmentant, d'aquesta manera, la tenacitat de les formulacions industrials. Amb aquesta finalitat, en aquesta tesi es treballa amb diversos biopolièsters flexibles com ara la poli(e-caprolactona) - (PCL), el poli(butilé succinat) - (PBS) i un copolièster, el poli(butilé succinat-co-adipat) - (PBSA). Considerant la importància que adquireixen els fenòmens de miscibilitat en les propietats finals de les mescles de polímers, es planteja la utilització d'una sèrie d'agents compatibilitzants derivats de recursos naturals renovables. En particular, es treballa amb olis vegetals modificats (epoxidats, maleinitzats i acril·lats). Així, donada la reactivitat dels grups epòxid, anhídrid maleic i àcid acríl·lic amb els grups hidroxil terminals que presenten les cadenes dels diferents biopolièsters, es planteja la hipòtesi de la millora de la miscibilitat/interacció entre els diferents polímers de les mescles ternàries mitjançant la utilització d'oli de soja epoxidat, maleinitzat i acril·lat (ESO, MSO i AESO respectivament). De forma global, els resultats obtinguts amb aquesta tesi doctoral, permeten ampliar el camp d'utilització del PLA a través de mescles ternàries amb PHB i PCL o bé, amb PHB i PBS ò PBSA. Les formulacions desenvolupades en aquest treball d'investigació milloren notablement la tenacitat del PLA, aspecte que permet reduir de forma significativa la seua fragilitat intrínseca. / SUMMARY. "Reduction of the intrinsic fragility of industrial poly(lactic acid) - PLA formulations by using blending and compatibilization techniques" In the last years, a remarkable increase in the sensitiveness about environment has been detected. As a consequence, many research works have been focused on the development on new environmentally friendly materials. This interest has been particularly remarked in the field of polymer technology, in which, the increasing use of biopolyesters is slowly invading several industrial sectors. Among these polyesters, polylactic acid (PLA), which can be obtained from renewable resources such as starch, has been gaining relevance at the same time that its price is continuously decreasing. Currently PLA is a biopolymer of great relevance in technological sectors such as automotive, construction and building, medical sector, 3D printing, and so on, among others. PLA shows excellent mechanical properties and good thermal stability. In addition, it offers a wide processing window that allows the manufacture of parts and components avoiding or minimizing its thermal degradation. However, PLA is a polymer with high crystallinity and this has a negative effect on its ductile properties. This is characterized by low elongation at break, low tenacity and, consequently, high fragility. This doctoral thesis focuses on the improvement of the ductile properties and reduction of the intrinsic brittleness of PLA to expand, even more, its industrial applications. Although different approaches are being investigated: plasticizing, copolymerization, reactive extrusion and blending, this doctoral thesis focuses on the reduction of brittleness by obtaining ternary blends with other biopolyesters in order to obtain highly environmentally friendly formulations and a set of balanced properties. For this, the hypothesis of using a biopolyester that maintains the resistant mechanical properties in high values is proposed. In this case, we have worked with poly (3-hydroxybuturate) - (PHB), obtained by bacterial fermentation. The other working hypothesis focuses on the use of various flexible biopolyesters that could provide good impact resistance, thus increasing the tenacity of industrial formulations. To this end, various flexible bio-polyesters such as poly (¿-caprolactone) - (PCL), poly (butylene succinate) - (PBS) and a copolyester, poly (butylene succinate-co-adipate) - (PBSA) are used. Considering the relevance of miscibility phenomena on final properties of polymer blends, the use of a series of compatibilizing agents derived from renewable natural resources is considered. In particular, this research reports the use of modified vegetable oils (epoxidized and maleinized). Thus, considering the reactivity between the epoxy, maleic anhydride and acrylic acid groups with the terminal hydroxyl groups present in the polymer chains of the different biopolyesters, it is possible to hypothesize the improvement of the miscibility/interaction between the different polymers in ternary blends by using epoxidized, maleinized and acrylated soybean oil (ESO, MSO and AESO respectively). Overall, the results obtained in this doctoral thesis, allow to expand the potential use of the PLA through ternary blends with PHB and PCL or with PHB and PBS or PBSA. The formulations developed in this research work significantly improve the tenacity of the PLA, which allows to significantly reduce its intrinsic brittleness. / García Campo, MJ. (2018). Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114022

[ES] Debido a la gran problemática que concierne el uso de plásticos, se ha incrementado la conciencia social derivada de los problemas medioambientales como la gran cantidad de desechos plásticos generados, la escasez de petróleo, el aumento de la huella de carbono y la contaminación. Como medida alternativa, aparece el uso de materiales de origen natural, consiguiendo reducir con éxito el uso de recursos no renovables y disminuir la cantidad de huella de carbono. Dentro de la industria del plástico, el polietileno de alta densidad (HDPE) es unos de los plásticos comerciales más utilizados, por lo que, el polietileno biobasado (BioHDPE), es una buena solución para reducir al máximo los problemas derivados de la utilización de recursos fósiles. El BioHDPE ofrece buena resistencia mecánica, alta ductilidad y resistencia al agua. Por otro lado, las cargas naturales se han utilizado desde hace mucho tiempo con el objeto de disminuir el coste del material. En la mayoría de los casos la introducción de estas cargas en porcentajes limitados no afecta de forma significativa a las prestaciones del material compuesto. En este trabajo de investigación, se pretende la obtención de nuevos materiales compuestos respetuosos con el medio ambiente a partir de una matriz polimérica (BioHDPE) con refuerzo de partículas de piña de pino para conseguir reducir los costes del uso del material virgen y, al mismo tiempo, mejorar sus propiedades. Debido a la naturaleza hidrofílica del HDPE, se introduce el copolímero el PE-g-MA con el fin de mejorar la interacción entre las fibras y la matriz. Obtenidas las mezclas en base a la variabilidad porcentual de carga, se realizan estudios de compatibilidad según sus propiedades a base de ensayos experimentales como mecánicos, térmicos, morfológicos, termomecánicos y tratamiento superficial con plasma atmosférico. Los resultados obtenidos permiten validar la obtención de "Wood Plastic Composites" en base a la incorporación de partículas de piña. La utilización de refuerzos de gran abundancia a un coste muy bajo como la piña de pino, ofrece la posibilidad de aumentar el rendimiento del compuesto obtenido. La utilización del compatibilizante PE-g-MA se muestra eficiente a la hora de mejorar las propiedades mecánicas dúctiles de los compuestos. La estabilidad térmica también mejora considerablemente con el uso del compatibilizante incluso con concentraciones mayores de piña. Con respecto al aspecto físico resultante de una pieza inyectada, se han obtenido muestras con un color marrón similar a la de algunas especies de madera natural. Se ha demostrado que la afinidad entre la matriz polimérica apolar y las partículas lignocelulósicas permite un incremento general de prestaciones en el compuesto resultante, lo que supone una notable reducción de coste en el producto final. Por todo ello, se demuestra que la afinidad entre la matriz polimérica apolar y las partículas lignocelulósicas permiten un incremento general de prestaciones en el compuesto. / [CA] A causa de la gran problemàtica que concerneix l'ús de plàstics, s'ha incrementat la consciència social derivada dels problemes mediambientals com la gran quantitat de deixalles plàstiques generades, l'escassetat del petroli, l'augmentant l'empremta de carboni i la contaminació. Com a mesura alternativa, apareix l'ús de material de base biològica, aconseguint reduir amb èxit l'ús de recursos no renovables i disminuir la quantitat d'emprempta de carboni. Dins la industria del plàstic, el polietilè d'alta densitat (HDPE) és un dels plàstics comercials més utilitzats, per la qual cosa, el politilè de base biològica (BioHDPE) és una bona solució per a reduir al màxim els problemes derivats de la utilització de recursos fòssils. El BioHPDE té bona resistencia mecànica, alta ductilitat i resistencia a l'aigua. D'altra banda, les càrregues naturals s'han utilitzat des de fa molt de temps per tal de disminuir el cost del material. En la majoria dels casos, la introducció d'aquestes càrregues en percentatges limitats no afecta de manera significativa a les prestacions del material compost. En aquest treball de'investigació, es pretén obtener nous materials compostos respectuosos amb el medi ambient a partir d'una matriu polimérica (BioHDPE) amb reforç de partícules de pinya de pi per aconseguir reduir els costos de l'ús del material verge i, al mateix temps, millorar les propietats. A causa de la naturalesa hidrofílica del HDPE, s'introduiex el copolímer PE-g-MA per a millorar la interacción entre les fibres i la matriu. Obtingudes les mescles en base a la variabilitat percentual de càrrega, es realitzen estudis de compatibilitat segons les seues propietats a base d'assajos experimentals com els mecànics, tèrmics, morfològics, termomecànics i tractament superficial amb plasma atmosfèric. Els resultats obtinguts permeten validar l'obtenció de "Wood Plastic Composites" en base a la incorporació de particules de pinya. La utilització de reforços de gran abundancia a un cost molt baix com la pinya de pi ofereix la possibilitat d'augmentar el rendiment del compost obtingut. La utilització del compatibilitzant PE-g-MA es mostra eficient a l'hora de millorar les propietats mecàniques dúctils dels compostos. L'estabilitat tèrmica també millora considerablement amb l'ús del compatibilitzant fins i tot amb concentracions més grans de pinya. Pel que fa a l'aspecte físic resultant d'una peça injectada, s'han obtingut mostres amb un color marró semblant a algunes espècies de fusta natural. S'ha demostrat que l'afinitat entre la matriu polimèrica apolar i les partícules lignocel.lulòsiques permet un increment general de prestacions en el compost resultant, fet que suposa una notable reducció de cost en el producte final. Per tot això, es demostra que l'afinitat entre la matriu polimérica apolar i les partícules lignocel.lulòsiques permeten un increment general de prestacions en el compost. / [EN] Due to the great problem that concerns the use of plastics, there has been an increase in social awareness derived from environmental problems based on the large amount of plastic waste generated, the scarcity of oil, the increasing the carbon footprint and the pollution. As an alternative measure, the use of bio-based materials appears, successfully reducing the use of non-renewable resources and reducing the amount of carbon footprint. Within the plastics industry, high-density polyethylene (HDPE) is one of the most widely used commercial plastics. Therefore, bio-based polyethylene (BioHDPE) is a good solution to minimize the problems derived from it of the use of fossil resources. BioHDPE has good mechanical, strength, high ductility and water resistance. On the other hand, natural fillers have been used for a long time in order to reduce the cost of the material. In most cases, the introduction of these loads in limited percentages does not significantly affect the performance of the composite material. In this research work, the aim is to obtain new environmentally friendly composite materials from a polymer matrix (BioHPDE) with reinforcement of pine cone particles to reduce the costs of using the virgin material and improve its properties. Due to the hydrophilic nature of HDPE, the PE-g-MA copolymer is introduced in order to improve the interaction between the fibers and the matrix. Once the mixtures are obtained based on the percentage variability of load, compatibility studies are carried out according to their properties based on experimental tests such as mechanical, thermal, morphological, thermomechanical and surface treatment with atmospheric plasma. The results obtained allow us to validate the production of Wood Plastic Composites based on the incorporation of pine particles. The use of highly abundant reinforcements at a very low cost, such a pine cone, offers the possibility of increasing the performance of the compound obtained. The use of PE-g-MA compatibilizer is shown to be efficient in improving the ductile mechanical properties of the compounds. The thermal stability also improves considerably with the use of the compatibilizer even with higher concentrations of pine. Regarding the resulting physical appearance injected piece, samples have been obtained with a brown color similar to that some species of natural wood. It has been shown that the affinity between the nonpolar polymeric matrix and the lignocellulosic particles allows a general increase in performance in the resulting composite, which represents a notable cost reduction in the final product. For all this, it is demonstrated that the affinity between the nonpolar polymer matrix and the lignocellulosic particles allows a general increase in performance in the composite. / Morcillo Esquerdo, MDC. (2023). Desarrollo y optimización de mezclas de alto rendimiento medioambiental basadas en poliolefinas y cargas de origen natural [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202559

[ES] La estrategia de la Unión Europea es promover la salud en una población con una elevada esperanza de vida y junto a la necesidad de reducir el gasto sanitario, obligan al desarrollo de aleaciones de titanio y tratamientos superficiales que incrementen el ciclo de vida de los implantes y reduzcan los tiempos de hospitalización. En esta tesis doctoral se propone el desarrollo del proceso de anodizado electroquímico para la obtención de un recubrimiento nanotubular en las aleaciones de titanio beta. Su objetivo principal es la caracterización del recubrimiento superficial con topografía nanotubular en las aleaciones titanio ß para aplicaciones biomédicas. Los resultados obtenidos muestran que la reducción del tamaño de partícula de los polvos refractarios y el incremento de la temperatura máxima de sinterizado, reduce la porosidad residual e incrementa las propiedades mecánicas de la aleación pulvimetalúrgica de Ti35Nb10Ta. El proceso de anodizado electroquímico, empleando el electrolito compuesto por 1M H3PO4 y 0,8% en peso de NaF, ha permitido obtener una topografía nanotubular en la aleación de Ti35Nb10Ta. La aplicación de un tratamiento térmico, posterior al anodizado, reduce el contenido de flúor presente en el óxido con topografía nanotubular y estabiliza la estructura cristalina del óxido de titanio en las aleaciones ß pulvimetalúrgicas. El proceso de anodizado electroquímico, para la obtención de un recubrimiento nanotubular en las aleaciones de Ti35Nb10Ta, incrementa la rugosidad superficial. La topografía nanotubular incrementa el ángulo de contacto y la energía superficial de las aleaciones de titanio. La irradiación con luz ultravioleta modifica a hidrofílico el comportamiento hidrofóbico de las superficies nanotubulares de titanio. La resistencia a la corrosión del acabado superficial de nanotubos, sin tratamiento térmico, es menor que el resto de los acabados superficiales estudiados por su incremento del área superficial relativa. El tratamiento térmico realizado a las superficies nanotubulares estabiliza las fases cristalinas (anatasa y rutilo) del óxido de titanio e incrementa la resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio. Por último, para poder introducir la pulvimetalurgia y el acabado superficial nanotubular en el campo de los biomateriales se necesita seguir investigando en subprocesos que mejoren la homogeneidad química/microestructural, sus propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión, así como cuantificación del grado mejora de la biocompatibilidad de estos nuevos acabados superficiales. / [CA] L'estratègia de la Unió Europea és promoure la salut en una població amb una elevada esperança de vida, al costat de la necessitat de reduir la despesa sanitària, obliguen al desenvolupament d'aliatges de titani i tractaments superficials que incrementen el cicle de vida dels implants i reduïsquen els temps d'hospitalització. En aquesta tesi doctoral es proposa el desenvolupament del procés de anoditzat electroquímic per a l'obtenció d'un recobriment nanotubular en els aliatges de titani beta. El seu objectiu principal és la caracterització del recobriment superficial amb topografia nanotubular en els aliatges ß titani per a aplicacions biomèdiques. Els resultats obtinguts mostren que la reducció de la grandaria de partícula de les pols refractaris i l'increment de la temperatura màxima de sinterització, redueixen la porositat residual i incrementen les propietats mecàniques de l'aliatge pulvimetal·lúrgic de Ti35Nb10Ta. El procés de anoditzat electroquímic, emprant l'electròlit compost per 1 M H3PO4 i 0,8% en pes de NaF, ha permès obtenir una topografia nanotubular en l'aliatge de Ti35Nb10Ta. L'aplicació d'un tractament tèrmic, posterior a l'anoditzat, redueix el contingut de fluor present en l'òxid amb topografia nanotubular i estabilitza l'estructura cristal·lina de l'òxid de titani en els aliatges ß pulvimetal·lurgics. El procés de anoditzat electroquímic, per a l'obtenció d'un recobriment nanotubular en els aliatges de Ti35Nb10Ta, incrementa la rugositat superficial. La topografia nanotubular incrementa l'angle de contacte i l'energia superficial dels aliatges de titani. La irradiació amb llum ultraviolada modifica a hidrofílic el comportament hidrofòbic de les superfícies nanotubulares de titani. La resistència a la corrosió de l'acabat superficial de nanotubs, sense tractament tèrmic, és menor que la resta dels acabats superficials estudiats pel seu increment de l'àrea superficial relativa. El tractament tèrmic realitzat a les superficies nanotubulares estabilitza les fases cristal·lines (anatasa i rútil) de l'òxid de titani i incrementa la resistència a la corrosió dels aliatges de titani. Finalment, per poder introduir la pulverimetal·lúrgia i l'acabat superficial nanotubular en el camp dels biomaterials es necessita continuar investigant en subprocessos que milloren l'homogeneïtat química/microestructural, les seves propietats mecàniques i la resistència a la corrosió, així com la quantificar del grau millora de la biocompatibilitat d'aquests nous acabats superficials. / [EN] The European Union's strategy is to promote health in a population with an elevated lifemexpectancy, together with the necessity of reducing healthcare costs, forces the development of titanium alloys and surface treatments that increase the implants life cycle and reduce hospitalization times. In this Doctoral Thesis, the development of the electrochemical anodizing process is proposed to obtain a nanotubular coating in beta titanium alloys. The main objective is the characterization of the surface treatment, which presents a nanotubular topography, in ß titanium alloys for biomedical applications. The results show that the particle size reduction on refractory powders and higher maximum sintering temperature reduce the residual porosity and increase the mechanical properties of Ti35Nb10Ta powder metallurgical alloy. The electrochemical anodizing process, using the electrolyte composed of 1M H3PO4 and 0.8% w.t NaF, is capable of obtaining a nanotubular topography in the Ti35Nb10Ta alloy. Heat treatment cycle, after the anodizing process, reduces the fluorine content present in the nanotubular oxide layer and stabilizes the titanium oxide crystalline structure on the powder metallurgy ß titanium alloys. The electrochemical anodization process, to obtain a nanotubular layer in Ti35Nb10Ta alloys, increases the surface roughness. Nanotubular topography increases the contact angle and surface free energy of titanium alloys. The ultraviolet light irradiation modifies the nanotubular titanium surfaces behavior from hydrophobic to hydrophilic. The corrosion resistance for nanotubular surfaces, without heat treatment, is lower than the rest of the surface treatments studied due to its increase in relative surface area. The heat treatment carried out on the nanotubular surfaces stabilizes the titanium oxide crystalline phases (anatase and rutile) and increases titanium alloys corrosion resistance. Finally, in order to introduce the powder metallurgy and the nanotubular surface treatment in biomedical applications, it is necessary to continue researching in subprocesses that will improve the chemical/microstructural homogeneity, the mechanical properties, and corrosion resistance, as well as quantify the degree of biocompatibility improvement on this new surface treatments. / Lario Femenía, J. (2019). Efecto del anodizado electroquímico en la obtención de nanotubos en la superficie de aleaciones beta de titanio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129867

[ES] La revalorización del reciclado de plástico de envases se ha convertido en una de las prioridades ambientales más importantes a nivel mundial debido a que el plástico se ha convertido en uno de los materiales más utilizados en la fabricación de envases y productos, debido a sus propiedades de durabilidad, resistencia y bajo coste. Sin embargo, el plástico también es uno de los materiales más difíciles de reciclar debido a su resistencia a la degradación. La revalorización del reciclado de plástico de envases es una solución que puede ayudar a reducir la cantidad de plástico que termina en los vertederos y los océanos. La revalorización del reciclado de plásticos de envases puede ayudar a reducir el impacto ambiental de la producción de plástico. Esto se logra a través de la recogida, el procesamiento y el reciclaje de los plásticos usados. Esto reduce los costes de producción y preserva los recursos naturales. Además, para la revalorización del reciclado de plásticos de envases, se deben mejorar los procesos de reciclaje de plástico. Esto incluye la innovación de nuevas tecnologías y procesos de reciclaje, así como mejorar la eficiencia de los procesos existentes. Además, la revalorización del reciclado también puede ayudar a mejorar la calidad de los plásticos reciclados para que sean aptos para su reutilización. Por tanto, la revalorización del reciclado de plásticos de envases es una solución ecológica y económica para reducir el impacto ambiental de la producción de plásticos. Se ha estudiado la recuperación de materiales poliolefinicos y sus alternativas mediante el reciclado mecánico procedentes de residuos domésticos e industriales de diferente naturaleza, con el fin de conocer la posibilidad de obtener un material capaz de competir en algunos usos con el material virgen. En el trabajo se revisa de una manera inicial los dos principales problemas que nos vamos a encontrar a la hora de realizar el proceso de recuperación. De una parte, la presencia de impurezas de otros materiales plásticos y en otras ocasiones la degradación que sobre el material se ha producido en anteriores procesos o por acción de agentes externos como puede ser la luz solar. En ambos casos encontraremos que el material recuperado presenta una disminución de sus propiedades mecánicas y además dificultades en el proceso de recuperación. La utilización de técnicas de análisis instrumental como la calorimetría diferencial han sido las herramientas utilizadas para predecir la calidad del material recuperado a partir de las características del residuo. Otros de los problemas detectados a la hora de la revalorización del plástico son debido a que hay una amplia variedad de plásticos utilizados que son difícil de separar visualmente en el flujo de residuos, esto representa una diferencia con respecto a aquellos cuyos envases son fáciles de identificar. En aquellos casos que la separación del flujo de residuos es sencilla, obtenemos materiales reciclados de excelente calidad. Esto ocurre en la revalorización de residuos procedentes de la recogida selectiva. Pero esta situación no se puede extrapolar en aquellos casos que aparezcan impurezas. Por ejemplo, la existencia de los anillos aromáticos hace que el Poliestireno presente una baja compatibilidad incluso con polímeros derivados del estireno, como es el caso del Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS), donde es recomendable el uso de compatibilizantes para sus mezclas.¿ / [CA] La revalorització del reciclatge de plàstic d'envasos s'ha convertit en una de les prioritats ambientals més importants a nivell mundial pel fet que el plàstic s'ha convertit en un dels materials més utilitzats en la fabricació d'envasos i productes, per les seves propietats de durabilitat, resistència i baix cost. Tot i això, el plàstic també és un dels materials més difícils de reciclar a causa de la seva resistència a la degradació. La revalorització del reciclatge de plàstic d'envasos és una solució que pot ajudar a reduir la quantitat de plàstic que acaba als abocadors i els oceans. La revalorització del reciclatge de plàstics d¿envasos pot ajudar a reduir l¿impacte ambiental de la producció de plàstic. Això s'aconsegueix a través de la recollida, processament i reciclatge dels plàstics usats. Això redueix els costos de producció i preserva els recursos naturals. A més, per a la revalorització del reciclatge de plàstics d'envasos, cal millorar els processos de reciclatge de plàstic. Això inclou la innovació de noves tecnologies i processos de reciclatge, així com millorar l'eficiència dels processos existents. A més, la revalorització del reciclatge també pot ajudar a millorar la qualitat dels plàstics reciclats perquè siguen aptes per a la seva reutilització. Per tant, la revalorització del reciclatge de plàstics d'envasos és una solució ecològica i econòmica per reduir l'impacte ambiental de la producció de plàstics. S'ha estudiat la recuperació de materials poliolefínics i les alternatives mitjançant el reciclatge mecànic procedents de residus domèstics i industrials de diferent naturalesa, per tal de conèixer la possibilitat d'obtindre un material capaç de competir en alguns usos amb el material verge. Per tant, es revisa d'una manera inicial els dos principals problemes que ens trobarem a l'hora de realitzar el procés de recuperació. D'una banda, la presència d'impureses d'altres materials plàstics i altres vegades la degradació que s'ha produït sobre el material en processos anteriors o per acció d'agents externs com pot ser la llum solar. Habitualment trobarem que el material recuperat presenta una disminució de les propietats mecàniques i més dificultats en el procés de recuperació. La utilització de tècniques d'anàlisi instrumental com la calorimetria diferencial han estat les eines utilitzades per predir la qualitat del material recuperat a partir de les característiques del residu. Altres dels problemes detectats a l'hora de la revalorització del plàstic és perquè hi ha una àmplia varietat de plàstics utilitzats que són difícils de separar visualment en el flux de residus, això representa una diferència respecte a aquells els envasos dels quals són fàcils d'identificar . En aquells casos que la separació del flux de residus és senzilla, obtenim materials reciclats de gran qualitat. Això passa en la revalorització de residus procedents de la recollida selectiva. Però aquesta situació no es pot extrapolar en aquells casos que apareguin impureses. Per exemple, l'existència dels anells aromàtics fa que el Poliestirè presenti una baixa compatibilitat fins i tot amb polímers derivats de l'estirè, com és el cas de l'Acrilonitril-Butadiè-Estirè (ABS), on és recomanable l'ús de compatibilitzants per a les mescles. / [EN] The revaluation of the recycling of plastic packaging has become one of the most important environmental priorities worldwide because plastic has become one of the most used materials in the manufacture of packaging and products, due to its properties of durability, resistance and low cost. However, plastic is also one of the most difficult materials to recycle due to its resistance to degradation. Upgrading plastic packaging recycling is one solution that can help reduce the amount of plastic that ends up in landfills and oceans. The revaluation of the recycling of packaging plastics can help reduce the environmental impact of plastic production. This is achieved through the collection, processing and recycling of used plastics. This reduces production costs and preserves natural resources. In addition, for the revaluation of the recycling of packaging plastics, the plastic recycling processes must be improved. This includes innovating new recycling technologies and processes, as well as improving the efficiency of existing processes. In addition, the revaluation of recycling can also help improve the quality of recycled plastics so that they are suitable for reuse. Therefore, the revaluation of the recycling of packaging plastics is an ecological and economic solution to reduce the environmental impact of plastic production. The recovery of polyolefin materials and their alternatives through mechanical recycling from domestic and industrial waste of different natures have been studied, in order to discover the possibility of obtaining a material capable of competing in some uses with virgin material. In the work, the two main problems that we are going to find when carrying out the recovery process are reviewed in an initial way. On the one hand, the presence of impurities from other plastic materials and on other occasions the degradation that has occurred on the material in previous processes or by the action of external agents such as sunlight. In both cases we will find that the recovered material presents a decrease in its mechanical properties and also difficulties in the recovery process. The use of instrumental analysis techniques such as differential calorimetry have been the tools used to predict the quality of the material recovered from the characteristics of the residue. Other problems detected when it comes to revaluing plastic is due to the fact that there is a wide variety of plastics used that are difficult to visually separate in the waste stream, this represents a difference with respect to those whose containers are easy to identify. . In those cases where the separation of the waste stream is simple, we obtain excellent quality recycled materials. This occurs in the revaluation of waste from selective collection. But this situation cannot be extrapolated in those cases where impurities appear. For example, the existence of aromatic rings means that Polystyrene has low compatibility even with polymers derived from styrene, such as Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS), where the use of compatibilizers is recommended for their mixtures. / Peinado López-Cepero, F. (2023). Sistemas de revalorización de poliolefinas procedentes de residuos sólidos urbanos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194553

[ES] Este trabajo de investigación tiene como objetivo general el desarrollo de formulaciones sostenibles a base de ácido poliláctico (PLA) mediante la incorporación de resinas naturales, resina de colofonia y derivados de resina de colofonia como agentes modificadores. La génesis de la presente tesis doctoral parte del interés de evaluar el efecto de los derivados de colofonia en las propiedades del PLA, tras observar los efectos positivos generados por estos aditivos en polímeros biodegradables de almidón termoplástico (TPS). Al tener como punto de partida los efectos positivos de los derivados de colofonia en el TPS, sería fácil continua la evaluación de los mismos aditivos en el PLA. Sin embargo, como secuencia razonable se comenzó por analizar los efectos de la propia resina de colofonia, y un derivado simple, continuando posteriormente con el análisis de derivados más complejas. Para finalizar con el análisis de derivados de colofonia en las propiedades del PLA, se utilizó un derivado experimental con el doble de complejidad. Este es derivado de colofonia con aducto de anhídrido maleico. A diferencia de la resina de colofonia, los derivados de colofonia presentan mayor estabilidad térmica y mayor estabilidad frente a la oxidación al aire libre. La evaluación de los efectos de la resina de colofonia y sus derivados en las propiedades del PLA se realizaron en cuatro estudios, compilados a su vez en tres grupos. Como epilogo de la investigación, se evaluó la posibilidad de incorporar la resina natural de la flor de Clusia rosea al ácido polilactico. Esta flor es conocida como Copey o mamey silvestre, la cual es una planta endémica del caribe. La evaluación del efecto de esta resina en el PLA se realizó como estudio número cinco, dando lugar a un último grupo, número cuatro. ¿ Grupo 1, uso de resinas de colofonia y un derivado común (ambos de bajo peso molecular). o Primer estudio ¿ Grupo 2, uso de dos derivados de colofonia (de alto peso molecular). o Segundo estudio ¿ Grupo 3, uso de derivado de colofonia con aducto de anhídrido maleico. o Tercer estudio o Cuarto estudio ¿ Grupo 4, evaluación de resina natural de flor de Clusia rosea. o Quinto estudio El procesado de los materiales se realizó por incorporación directa de los derivados de colofonia, mediante extrusión fundido. A continuación, las mezclas extruidas fueron trituradas en forma de granza o pellet, para posteriormente producir probetas normalizadas de ensayo mediante inyección por moldeo, las cuales se utilizaron en la caracterización. / [CA] Aquest treball de recerca té com a objectiu general el desenvolupament de formulacions sostenibles a base d'àcid polilàctic (PLA) mitjançant la incorporació de resines naturals, resina de colofònia i derivats de resina de colofònia com a agents modificadors. La gènesi de la present tesi doctoral part de l'interés d'avaluar l'efecte dels derivats de colofònia en les propietats de l'àcid polilàctic, després d'observar els efectes positius generats per aquestos additius en polímers biodegradables de midó termoplàstic (TPS). En tindre com a punt de partida els efectes positius dels derivats de colofònia en el TPS, seria fàcil continuar l'avaluació dels mateixos additius en el PLA. No obstant això, com a seqüència raonable es va començar per analitzar els efectes de la pròpia resina de colofònia, i un derivat simple, continuant posteriorment amb l'anàlisi de derivats més complexos. Per a finalitzar amb l'anàlisi dels derivats de colofònia en les propietats del PLA, es va utilitzar un derivat experimental amb el doble de complexitat. Aquest és derivat de colofònia amb adducte d'anhídrid maleic. A diferència de la resina de colofònia, els derivats de colofònia presenten major estabilitat tèrmica i major estabilitat enfront de l'oxidació a l'aire lliure. L'avaluació dels efectes de la resina de colofònia i els seus derivats en les propietats del PLA es van realitzar en quatre estudis, compilats al seu torn en tres grups. Com epilogue de la investigació, es va avaluar la possibilitat d'incorporar la resina natural de la flor de Clusia rosea a l'àcid polilàctic. Aquesta flor és coneguda com Copey o mamey silvestre, la qual és una planta endèmica del caribe. L'avaluació de l'efecte d'aquesta resina en el PLA es va realitzar com a estudi número cinc, donant lloc a un últim grup, número quatre. ¿ Grup 1, ús de resines de colofònia i un derivat comú (tots dos de baix pes molecular). o Primer estudi ¿ Grup 2, ús de dos derivats de colofònia (d'alt pes molecular). o Segon estudi ¿ Grup 3, ús de derivat de colofònia amb adducte d'anhídrid maleic. o Tercer estudi o Quart estudi ¿ Grup 4, avaluació de resina natural de flor de Clusia rosea. o Cinqué estudi El processament dels materials es va realitzar per incorporació directa dels derivats de colofònia, mitjançant extrusió. A continuació, les mescles extruides van ser triturades en forma de gransa o pèl·let, per a posteriorment produir provetes normalitzades d'assaig mitjançant injecció per emotlament, les quals es van utilitzar en la caracterització. / [EN] This research aims to develop sustainable formulations based on polylactic acid (PLA) by incorporating natural resin, rosin resin, and rosin resin derivatives as modifying agents. The genesis of this doctoral thesis is based on the interest in evaluating the effect of rosin resin derivatives on the properties of polylactic acid after observing the positive results generated by these additives in biodegradable polymers of thermoplastic starch (TPS). Having as a starting point the positive effects of rosin resin derivatives in TPS, it would be easy to continue evaluating the same additives in PLA. However, as a proper sequence, the evaluations were initiated by analyzing the effects of the rosin resin and a simple derivative, then continuing to investigate more complex derivatives. To finish with the analysis of rosin resin derivatives in the properties of PLA, an experimental rosin resin derivative with twice the complexity was used. This is a rosin resin derivative with maleic anhydride adduct. Unlike rosin resin, rosin resin derivatives exhibit higher thermal and oxidation stability. The effects evaluation of rosin resin and its derivatives in the properties of PLA were carried out in four studies. They were compiled into three groups. As an epilogue to this research, the possibility of incorporating the natural resin of the Clusia rosea flower into polylactic acid was evaluated. This flower is called Copey or wild mamey, an endemic plant native to the Caribbean. This resin effect in the PLA was evaluated as study number five, giving rise to the last group, number four. ¿ Group 1, use of rosin resin and a common derivative (both of low molecular weight). ¿ First study ¿ Group 2, use of two rosin resin esters (high molecular weight). ¿ Second study ¿ Group 3, use of rosin reisn derivative with maleic anhydride adduct. ¿ Their study ¿ Fourth study Group 4, evaluation of the natural resin from the Clusia rosea flower. ¿ Fith study The material was processed by directly incorporating the rosin resin derivatives by melt extrusion. Subsequently, the extruded mixtures were crushed as pellet to produce normalized testing samples through injection molding. These testing samples were then used in the characterization. / Gracias a la Universitat Politècnica de València y al grupo de investigación DEMES por el apoyo a través del contrato predoctoral para la formación de personal investigador financiado por la estructura de investigación de la UPV – subprograma 2 (FPI-2018-S2-31946). Al Programa de Movilidad para estudiantes de doctorado de la Universitat Politècnica de València por la ayuda para “Estancias en Centros Extranjeros de Prestigio”. / Rosa Ramírez, HDL. (2023). Desarrollo de formulaciones de ácido poliláctico (PLA) basadas en la incorporación de derivados de la colofonia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194754

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) constituyen uno de los grupos de contaminantes atmosféricos más importantes, incluso a concentraciones bajas, por sus efectos nocivos. En el medio ambiente estos compuestos intervienen en la destrucción de la capa de ozono, son precursores de oxidantes fotoquímicos y son agentes responsables de la lluvia ácida y del cambio climático. Además, Las COV provocan enfermedades como el cáncer y mutaciones a nivel genético. Generalmente, los COV se producen en fase gas y, además, se encuentran a muy bajas concentraciones, por lo que el control de tales emisiones resulta costoso a la hora de aplicar técnicas que involucren altas eficiencias. Es por esto que existen muchas investigaciones que buscan optimizar los diferentes métodos existentes para el control de las emisiones, de entre las que destacan la industria química, petrolera y de plásticos, entre otras, sin olvidar las emisiones procedentes del uso de la gasolina en vehículos y estaciones de gasolina, así como las medidas de control, basadas en métodos de separación (coordinación, adsorción y uso de membranas), o en métodos destructivos (oxidación térmica, catalítica, fotocatalítica o biológica). Por lo tanto, las diferencias técnicas para la reducción de los COV podrían contribuir, en combinación con otros esfuerzos, a combatir el cambio climático y a estabilizar la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero. LA adsorción es uno de los métodos más efectivos y con mayor aplicabilidad en la retención de COV a bajas concentraciones. La adsorción se lleva a cabo en sólidos porosos, entre los que se destacan las zeolítas, los slúmins, el gel de sílice, y sobre todo, el carbón activado en sus diferentes morfologías. El carbón activado, debido a su alta hidrofobicidad y alta superficie específica, es uno de los sólidos, se están desarrollando nuevos materiales carbonosos con propiedades mejoradas, como los carbones activados esféricos. Los carbones activados esféricos, presentan varias ventajas frente a los carbones activados graduados y en forma de polvo, debido a que presentan alta resistencia al desgaste, alta resistencia mecánica, alta capacidad de adsorción, alta pureza, bajo contenido en cenizas, superficie lisa, buena fluidez, buen empaquetamiento, baja caída de presión, alta área superficial y alto volumen de microporos. Por ello, entre los objetivos de esta investigación destaca el desarrollo de nuevos materiales carbonosos esféricos que tengan elevada área superficialidad y una química superficial apropiada que permita una elevada afinidad hacia los diferentes COV estudiados. Esos materiales, junto con carbones comerciales, se emplearán en el tratamiento de emisiones de vapores de gasolina. Desde este punto de vista, en este trabajo de Tesis Doctoral se muestra la preparación de carbones activados a partir decarbones comerciales en forma de esferas obtenidos de brea de utilizando vapor de agua y C₂. También se prepararán carbones esféricos a partir de residuos carbohidratos mediante activación física utilizando C₂y activación química con NaOH, KOH y H₃PO₄. Por otra parte, también se obtendrán carbones activados a partir de residuos lignocelulósicos fibrosos mediante activación química utilizando como agentes activantes hidróxidos alcalinos NaPO₄. Para ello se empleará una metodología utilizada recientemente para la síntesis de carbones activados esféricos. El estudio de diversas variables en los procesos de activación, entre las cuales destaca el tipo de precursor, agente activante y concentración del agente activante, además de las condiciones experimentales, como la temperatura, el tiempo y la atmosfera, nos permitirá realizar un análisis amplio y riguroso para determinar las condiciones óptimas para desarrollar materiales aplicables a la retención de tolueno, etanol y vapores de gasolina.