ALMIDONES HIDRÓFOBOS

Polymers of natural origin such as starch have been seen by many authors as an attractive and viable alternative as substitutes for some synthetic polymers, since they and their derivatives are not very harmful to the environment and their use could reduce the pollution produced by polymers petroleum derivatives. However, due to its hydrophilic nature, its properties are compromised by the degree of humidity in the environment, which constitutes a very important limitation when developing products derived from it. It is for this reason that different chemical modification methods have been developed in order to convert it into a hydrophobic material, which makes it easier not only to obtain products resistant to humidity, but also to hydrolytic degradation. This, in addition, allows the obtaining of materials that are easier to mold and friendly to the environment and, therefore, useful for the manufacture of utensils. In this review, many of the advances obtained in the different routes of chemical modification directed towards the synthesis of hydrophobic starches are presented, especially the obtaining of etherified and esterified starches, emphasizing especially the influence of the means of synthesis and the conditions of reaction.Polímeros de origen natural como el almidón han sido vistos por muchos autores como una alternativa atractiva y viable como sustitutos de algunos polímeros sintéticos, ya que ellos y sus derivados resultan ser poco nocivos para el medio ambiente y su uso podría reducir la contaminación producida por polímeros derivados del petróleo. Sin embargo, debido a su carácter hidrófilo sus propiedades se ven comprometidas con el grado de humedad del ambiente, lo cual constituye una limitación muy importante a la hora de desarrollar productos derivados del mismo. Es por esta razón que se han desarrollado diferentes métodos de modificación química con la finalidad de convertirlo en un material hidrófobo, lo que facilita no solo obtener productos resistentes a la humedad, sino también a la degradación hidrolítica. Esto, además, permite la obtención de materiales más fáciles de moldear y amigables con el medio ambiente y, por lo tanto, útiles para la fabricación de utensilios. En esta revisión se presentan muchos de los avances obtenidos en las diferentes vías de modificación química dirigidas hacia la síntesis de almidones hidrófobos, en especial la obtención de almidones eterificados y esterificados, haciendo énfasis especialmente en la influencia de los medios de síntesis y las condiciones de reacción

Información Investigador: López Carrasquero, Francisco José

Francisco López Carrasquero es Licenciado en Química de la Universidad Simón Bolívar (1980) y Doctor en Ciencias Químicas de la Universidad Politécnica de Cataluña (1995). Actualmente es Profesor Titular y coordinador del Grupo de Polímeros del Departamento de Química de la Universidad de los Andes. Investigador acreditado en el Sistema de Promoción al Investigador del Ministerio de Ciencia y Tecnología en el nivel III desde 2003. Su investigación se ha desarrollado en el área de polímeros y sus primeros trabajos fueron dirigidos al estudio de la polimerización de oxiranos iniciada mediante sistemas ZnPh2/ cocatalizador. Actualmente mantiene tres líneas de investigación activas orientadas a la síntesis de polímeros dibloque y tribloque, polímeros tipo peine y síntesis y caracterización de poli -péptidos.Doctorado0967III - 2002155 - 2005; 115 - 2003; 67 - 2001Polimerización aniónica y polimerización viviente: Síntesis de polímeros dibloque y tribloque. Síntesis de polímeros tipo peine. Síntesis y caracterización de poli beta-péptidos.Mayo de 2014Lic. en Química+58 274 2401286;+58 274 2401381Facultad de [email protected]

VII Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química. - Fundamentos de polímeros.

Contenido 1. Introducción 1.1. Definiciones generales 1.2. Breve reseña histórica 2. Síntesis y mecanismo de reacción 2.1. Clasificación y características de los procesos de polimerización 2.2. Preparación de polímeros sintéticos 2.3. Copolimerización 3. Arquitectura de las cedenas 3.1. Morfología de las cadenas de polímero 3.2. Configuración de la cadena polimérica. Tacticidad 4. Peso molecular 4.1. Peso molecular promedio en número 4.2. Peso molecular promedio en peso 4.3. Peso molecular promedio viscoso 4.4. Relación entre los diferentes pesos moleculares 4.5. Técnica de GPC o cromatografía de exclusión por tamaño 5. Estructura del estado Sólido 5.1. Comportamiento cristalino y amorfo 5.2. Transiciones térmicas 5.3. Propiedades mecánicas 6. Polímeros comerciales 6.1. Plásticos 6.2. Elastómeros 6.3. Fibras 7 Bibliografí[email protected] analític

VI Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química. - Fundamentos de polímeros.

Contenido 1. Introducción. 1.1. Definiciones generales. 1.2. Breve reseña histórica. 2. Síntesis y mecanismos de reacción. 2.1. Clasificación y características de los procesos de polimerización. 2.2. Preparación de polímeros sintéticos. 2.3. Copolimerización. 3. Arquitectura de las cadenas. 3.1. Morfología de las cadenas de polímero. 3.2. Configuración de la cadena polimérica. Tacticidad. 4. Peso molecular 4.1. Peso molecular promedio en número. 4.2. Peso molecular promedio en peso. 4.3. Peso molecular promedio viscoso. 4.4. Relación entre los diferentes pesos moleculares. 4.5. Técnica de GPC o cromatografía de exclusión por tamaño. 5. Estructura del estado sólido. 5.1. Comportamiento cristalino y amorfo. 5.2. Transiciones térmicas. 5.3. Propiedades mecánicas. 6. Polímeros comerciales. 6.1. Plásticos. 6.2. Elastómeros. 6.3. Fibras. 7. [email protected] analític

Nuevos materiales y sus aplicaciones

Fue escrito especialmente como material de apoyo de uno de los cursos ofrecidos en la XIV Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química (EVEQ). La Escuela es un programa organizado por el Laboratorio de Organometálicos, ULA, diseñada en base a Cursos de Actualización dirigidos a los docentes de Química de la Educación Básica, Media y Diversificada y Estudiantes Universitarios en Química y Áreas [email protected]

Síntesis y polimerización de bismacromonómeros de polietilenglicol

En este trabajo se realizó la síntesis de un bismacromonómero de polietilenglicol (PEG) mediante la reacción de esterificación de polietilenglicol diol (PEG diol) con cloruro de acriloilo. La eficacia de la incorporación de los grupos acriloilo como extremos de cadena polimerizables, se evaluó mediante las espectroscopias FTIR y de RMN-1H. Posteriormente, se realizó la síntesis de redes homopoliméricas y además el bismacromonómero fue copolimerizado con acrilamida (AAm) y ácido acrílico (AAc). La estabilidad térmica, el grado de hinchamiento y las interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas de las redes poliméricas obtenidas fueron analizadas. La estabilidad térmica de la red de PEG fue más alta que la del PEG diol y la del bismacromonómero; y el índice de hinchamiento de la red dependió de la polaridad del solvente utilizado. La red de PEG hinchó considerablemente en solventes polares como el agua y ligeramente polares como el cloroformo y la dimetilformamida y no hinchó en solventes [email protected] glycol bismacromer was obtained by the esterification reaction of polyethylene glycol diol with acryloyl chloride. The effective incorporation of the polymerizable end acryloyl groups was assessed by FT-IR and 1H-NMR. Subsequently, it was performed the synthesis of homopolymeric networks and furthermore the bismacromonomer was copolymerized with acrylamide (AAm) and acrylic acid (AAc). The thermal stability, the degree of swelling and the network hydrophilic and hydrophobic interactions were evaluated. The thermal stability of the network of PEG was higher than that of PEG diol and the bismacromonomer; and the swelling ratio of the network depended on the solvent polarity used. The polyethylene glycol networks swelled considerably in polar solvents as water and slightly polar solvents as chloroform and dimethylformamide and not swelled in apolar solvents

CHEMICAL MODIFICATION OF CASSAVA STARCH BY CARBOXYMETHYLATION REACTIONS USING SODIUM MONOCHLORO ACETATE AS MODIFYING AGENT / Modificacion química del almidon de yuca mediante reacciones de carboximetilación usando monocloro acetato de sodio como agente mo

Carboxymethylation of cassava starch was carried out in three different reaction media: iso-propanol (IP), dimethylsulfoxide(DMSO) and water. Monochloroacetic acid (MCAA) and sodium monochloroacetate (SMCA) were employed asmodifying agents. With the objective of obtaining the best compromise between a high degree of substitution (DS) and alow degradation of the starting polymer (indicated by a high zero-shear viscosity of the carboxymethyl starch (CMS) inaqueous solution), the following reaction conditions were systematically varied: temperature, reaction time and reactantsratios. The carboxymethylation reactions carried out using DMSO or water yielded water soluble derivatives while thoseperformed in IP were insoluble. When SMCA was used as a modifying agent, CMS with higher DS and viscosities wereproduced as compared to those obtained with MCAA. On the other hand, factors such as temperature and time increasedthe DS but reduced viscosity values. From all the studied conditions, those which produced the best results were: wateras a solvent at 60ºC for 6 hours and a starch/SMCA molar ratio of 1:3. Under these conditions the derivative producedexhibited a DS of 0.32 and a zero shear viscosity (ηo) of 0.073 Pa·s (for 2% CMS in water). DS values of up to 0.47 couldbe obtained in DMSO but with a ηo value as low as 0.006 Pa·s (for 2% CMS in water).RESUMENEn este trabajo se llevó a cabo la carboximetilación de almidón de yuca en tres medios de reacción diferentes: isopropanol(IP), dimetilsulfóxido (DMSO) y agua, usando ácido monocloroacético (AMCA) y monocloroacetato de sodio (SMCA)como agentes modificantes. A fin de obtener un almidón modificado con el mayor grado de sustitución (DS) y con lamenor degradación posible, se realizaron varias reacciones donde se variaron sistemáticamente la temperatura, tiempode reacción y la proporción de los reactivos empleados. Las reacciones de carboximetilación llevadas a cabo utilizandoDMSO o agua produjeron derivados solubles en agua, mientras que los obtenidos en IP resultaron insolubles. Cuando seempleó el SMCA como agente modificante se obtuvieron productos con grados de sustitución y viscosidades mayores quecuando se utilizó el AMCA. Por otro lado, aunque la temperatura y el tiempo de reacción favorecen el aumento del DS,disminuyen la viscosidad de las soluciones ya que ambos promueven la degradación del almidón. Los mejores resultadosse encontraron cuando se usó agua como solvente a una temperatura de 60 º C, con un tiempo de reacción de 6 horas yuna proporción almidón / SMCA de 1:3(mol:mol). En estas condiciones el derivado producido exhibió una DS de 0,32 yuna viscosidad de corte cero (ηo) de 0,073 Pa•s. (para disoluciones de 2% de CMS en agua). Cuando se empleó DMSOse obtuvieron valores de DS de hasta 0,47 pero con valores de ηo tan bajos como 0.006 Pa•s (para disoluciones de 2% deCMS en agua).Palabras Clave: Almidón de yuca, carboximetilación, almidón carboximetilado, reología, biopolímeros

Estudio preliminar de la copolimerización de acrilamida con el itaconato de mono y dimetoxietilo

The copolymerization of acrylamide (AAm) with monomethoxyethyl itaconate (IME) and dimethoxyethyl itaconate (IDE) was studied, using various molar relations AAm/itaconate. The polymerization reactions were carried out both in bulk and in solution, using 2,2´- azobisisobutyronitrile and ammonium persulfate respectively as initiators. The copolymers obtained were soluble in water and these were characterized by means FTIR spectroscopy and Thermogravimetric analysis (TGA and DTGA). The copolymers AAm/IDE were obtained with high yields and they were thermally stable up to 200ºC, whereas the yields of the copolymers AAm/IME were lower and they were stable up to 150ºC. Finally, hydrogels AAm/IME and AAm/IDE were prepared using the molar relation AAm/Itaconate 80/20 with 1% of crosslinking agent. It was found that swelling of these hydrogels was higher than those obtained with AAm in the same experimental conditions

MODIFICACIÓN QUÍMICA DE ALMIDÓN DE YUCA NATIVO MEDIANTE LA REACCIÓN DE CARBOXIMETILACIÓN EN MEDIO ACUOSO / Chemical Modification of Cassava Starch by Carboxymethylation Reaction in Aqueous Media

En este trabajo se realizó un estudio de la carboximetilación del almidón de yuca en medio acuoso empleando ácido monocloroacético (AMCA) como agente modificante. Todas las variables que afectan el proceso de modificación química se investigaron de manera sistemática. Las cinco variables de reacción seleccionadas fueron: tiempo de activación, temperatura de activación, tiempo de reacción, relación almidón/solvente (% p/v) y relación molar entre reactivos: agente activante, agente modificante y unidades anhidroglucosa (NaOH:AMCA:UAG). Estas variables se analizaron a fin de optimizar las condiciones de reacción, que dan lugar a los mayores grados de sustitución (GS) y a los más altos valores de viscosidad en soluciones acuosas. Esto representa una aproximación novedosa a la modificación química del almidón pues balancea el grado de sustitución obtenido con la minimización de la degradación química durante la reacción. Se pudo observar que si bien factores como el aumento de la temperatura y del tiempo favorecen un mayor GS, también reducen los valores de viscosidad. Las condiciones que conducen a productos con las mayores viscosidades son una concentración de 5% de almidón/H2O, 50 ºC como temperatura de activación, 2 horas de activación, 3 horas de reacción y una relación molar entre reactivos igual a 2:1:1 (NaOH:AMCA:UAG). El valor máximo de viscosidad a bajas tasas de corte obtenido fue de 0,26 Pa•s cuando se midió en una solución salina al 3% p/p del almidón modificado y 0,1 M de NaCl.ABSTRACTIn this work, a study was performed on the carboxymethylation of cassava starch in aqueous media by employing monochloroacetic acid as the modification reagent. All the variables that can affect the process of chemical modification were systematically studied. The five selected reaction variables were: activation time, activation temperature, starch/solvent ratio (w/v %) and the molar ratio between the following reactants: activating agent:modifying agent:anhydroglucose units (NaOH:MCAA:AGU). These variables were analyzed with the aim of optimizing the reaction conditions which could yield the highest degrees of substitution (DS) and the highest viscosity values in aqueous solution. This represents a novel approach to the chemical modification of starch since it balances the degree of substitution obtained with the minimization of chemical degradation during the reaction. It was observed that even though factors like temperature increases or longer reaction times favored higher DS values, they also lead to viscosity reductions. The conditions that yield the products with the highest viscosities are: a starch concentration of 5% in water, 50 ºC as activation temperature, 2 hours of activation, 3 hours of reaction and a molar relationship between reactants equal to 2:1:1 (NaOH:MCAA:AGU). The maximum viscosity value at low shear rates obtained was 0.26 Pa.s when it was measured in a saline solution at 3% w/w of modified starch and 0.1 M of NaCl.Keywords: Starch, Carboxymethylation, Carboxymethyl starch, Monochloroacetic acid, Rheological properties