Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2004

Con esta tesis se ha pretendido establecer las bases para la preparación y caracterización de compuestos nanoestructurados formados por laminillas de espesor nanométrico a partir de la exfoliación de un hidróxido doble laminar (LDH) organofílico y poliolefinas mediante proceso de mezclado en fundido. En una primera fase de la investigación se estableció una metodología sencilla para preparar un LDH híbrido con aniones dodecilsulfato a partir de LDH precursor del tipo hidrotalcita. Para ello se probaron cuatro rutas: reconstitución en dos pasos y directa del LDH precursor calcinado con aniones dodecilsulfato e intercambio iónico en dos pasos y directo de los carbonatos del LDH precursor por los aniones orgánicos. Las tres primeras rutas resultaron en la formación de un híbrido, tal como se confirmó por medidas de Difracción de rayos X (DRX) y Espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR). La formación de dicho híbrido provocó una expansión del espacio interlaminar, que pasó de 7.7 Å a unos 30 Å, conduciendo a una disminución de la densidad. El mayor grado de intercambio resultó para la ruta de intercambio en dos pasos. La ruta de reconstitución en dos pasos permitió obtener un LDH híbrido libre de óxidos sin reconstituir, mientras que el híbrido obtenido por la ruta de reconstitución directa resultó con impurezas de dichos óxidos. Además, el método de reconstitución en dos pasos condujo a un híbrido con mayor estabilidad termooxidativa. En segundo lugar, se prepararon una serie de materiales compuestos, tanto con el LDH precursor como con el híbrido, y tres polímeros de naturaleza olefínica: polipropileno, polietileno de alta densidad y un ionómero de etileno y ácido metacrílico parcialmente neutralizado con sodio. Algunas de las formulaciones también se prepararon con compatibilizantes. En los materiales con polipropileno se utilizó copolímero de polipropileno con injertos de anhídrido maléico (PP-g-MAH) y un copolímero tribloque de estireno-etileno/butileno-estireno con injertos de anhídrido maléico (SEBS-g-MAH) mientras que en los materiales con polietileno, se utilizó el ionómero de etileno y ácido metacrílico parcialmente neutralizado con sodio. La estructura de los nanocompuestos resultantes consistió en agregados cristalinos intercalados (tactoides) con laminillas individuales y grupos de unos pocas laminillas procedentes de la exfoliación, tal como confirmaron las medidas de DRX y Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM). El empleo de los copolímeros favoreció la formación de la estructura exfoliada. La cristalización del polipropileno desde el estado fundido resultó afectada por el híbrido, acelerándose su nucleación, incrementándose la velocidad de cristalización y formándose una población cristalina más uniforme. La incorporación de las partículas contribuyó a incrementar ligeramente la rigidez de los polímeros sin una disminución acusada de la resistencia máxima. El análisis mecánico-dinámico confirmó como el módulo de almacenamiento se incremento ligeramente en los nanocompuestos, siendo este incremento de mayor o menor grado función de la composición. En los compuestos con el ionómero las altas fuerzas de interacción que se generan entre las laminillas del LDH y los grupos iónicos, tuvieron un efecto acusado sobre el comportamiento reológico, contribuyendo a una importante aumento de la viscosidad de los compuestos. Dichas partículas también contribuyeron a la formación de agregados iónicos más estables térmicamente. Las laminillas de LDH contribuyeron a una mejora de la degradación termooxidativa de los nanocompuestos una vez iniciada la descomposición. La combustibilidad de los compuestos se vio fuertemente afectada por las partículas, incrementándose el tiempo que transcurre desde que se inicia la combustión hasta que cae la primera gota considerablemente.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Química área de especialización en Química de Materiales y Memoria para optar al Título de Químico / En el presente trabajo de tesis se han sintetizado y caracterizado fases bimetálicas derivadas del sistema MnPS3. Las fases bimetálicas obtenidas son cuatro: Zn0,2Mn0,8PS3•0,25 H2O, Cu0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O, Ni0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O y Co0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O, las cuales fueron obtenidas mediante el método de síntesis asistida por microondas, a partir del precursor de potasio K0,4Mn0,8PS3 • H2O. Además, se sintetizaron, usando el mismo método, compositos intercalados con iones trivalentes de lantánidos (GdIII, TbIII y EuIII) del tipo Ln0,03K0,3Mn0,8PS3 • 0,85H2O. La fase prístina de manganeso(II) es estable térmicamente hasta los 400 °C, que al compararse con las fases bimetálicas, resulta ser una de las más estables térmicamente a excepción de la fase bimetálica de NiII, la cual presenta una mayor estabilidad térmica que la fase prístina. Queda en evidencia así, la influencia del ion divalente insertado en la fase sobre el comportamiento térmico de estos sistemas. En cuanto a los compositos intercalados con iones Ln III, Ln0,03K0,3Mn0,8PS3 • 0,85H2O se observó que tales compositos también son más estables térmicamente que la fase precursora de potasio. Esto confirma que los iones lantánidos (III) influyen en la estabilidad térmica de estas fases laminares, aun cuando existe una pequeña cantidad de éstos iones trivalentes en el espacio interlaminar del sistema. Al realizar el estudio de las propiedades ópticas de las fases bimetálicas se observó un desplazamiento del borde de absorción a valores de menor energía respecto a la fase precursora de potasio K0,4Mn0,8PS3 • H2O. Se observó que el borde de absorción de los tres compositos con iones lantánidos, Ln0,03K0,3Mn0,8PS3 • 0,85H2O también se desplazó a valores de menor energía respecto a la fase precursora de potasio K0,4Mn0,8PS3 • H2O. En cuanto a las propiedades de emisión de los compositos a temperatura ambiente, no fue posible observar emisión en ninguno de los tres compositos intercalados con iones Ln" / This thesis presents the synthesis, and characterization of bimetallic phases, based on the pristine MnPS3 phase. The obtained bimetallic phases were Zn0,2Mn0,8PS3•0,25 H2O, Cu0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O, Ni0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O y Co0,2Mn0,8PS3 • 0,25 H2O. These phases were prepared by a microwave assisted method, staring from the potassium precursor, K0.4 Mn0.8PS3• H2O. Using the same method, three intercalated phases were obtained by the cationic exchange method, where part of the potassium ions located in the interlamellar space was substituted by lanthanide(III) ions (Ln = GdIII, TbIII y EuIII), producing composites of general stoichiometry, Ln0,03K0,3Mn0,8PS3 • 0,85H2O. The pristine manganese(II) phase is thermally stable till 400 °C, while the bimetallic phases were less stable than the pristine phase, with the exception of the bimetallic NiII phase. In this way, the influence on the thermal stability of the secondary bivalent metal ion becomes evident. Besides, the intercalated composites with lanthanide(III) ions, are also more stable than the corresponding potassium precursor. This fact confirms that the lanthanide ions influence the thermal stability of these composites, even though only a small quantity of these trivalent ions is exchanged with the interlamellar potassium ions. The study of the optical properties of the bimetallic phases showed that the absorption edge of the solid state spectra of the bimetallic phases was at lower energy values than that of K0,4Mn0,8PS3 • H2O. When the Ln0,03K0,3Mn0,8PS3 • 0,85H2O phases were studied a similar optical phenomenon was observed. The absorption edge of these composites was also at lower energy values, as compared to that of the potassium precursor. With respect to the luminescent properties the spectra of these composites at room temperature did not show emission / Conicyt; Fondecyt; CEDENNA

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010