Proyecto RECUFAD, resultados obtenidos

La fabricación aditiva es una tecnología, comúnmente conocida como impresión 3D, puede producir productos con formas geométricas personalizadas según las necesidades del cliente.

Durante la ejecución del proyecto RECUFAD, llevada a cabo de enero a diciembre de 2021, se ha tratado de funcionalizar la poliamida 12 en polvo (PA12) con sílica (SiO2) y polidopamina (PDA).

Imagen del polvo de PA12 utilizado como base

La PA12 es un material que combina dureza, durabilidad y resistencia química y al impacto. Al incorporar SiO2 o PDA al polvo, se pretenden incorporar componentes que pueden conferir diferentes propiedades como:

  • Aumento de resistencia mecánica
  • Biocompatibilidad
  • Adherencia o adsorción de diferentes compuestos orgánicos, nanomateriales, etc.
  • Resistencia al fuego
  • Mejora de conductividad eléctrica
  • Resistencia a la radiación UV
  • Etc.

Primero se caracterizó físico-química y morfológicamente el material de partida. A continuación, se muestran micrografías SEM y el DSC de la PA12:

a) Micrografía SEM y b) espectro DSC del polvo de PA12

Se pudo observar que la morfología era aproximadamente globular y que la ventana operativa de temperatura era de unos 25° C. Además, la temperatura de fusión del material era de 188.6° C y la de cristalización de 146.2° C.

La aditivación de la PA12 con SiO2 y con PDA se realizó en fase húmeda, es decir, la PA12 se introdujo en el matraz de reacción, con los reactivos necesarios, para generar SiO2 o PDA sobre ella. En el caso de la aditivación con SiO2 se utilizó la tecnología sol-gel en medio básico a diferentes pHs (7, 9 y 11), para intentar generar una capa de SiO2 en la superficie de las partículas de PA12.

Imágenes de los polvos obtenidos tras la aditivación con SiO2 utilizando tecnología sol-gel a pH a) 7, b) 9 y c) 11

Tras la aditivación con SiO2 no se observó variación de morfología. Además, la ventana operativa de temperatura se mantuvo muy similar al material base, por lo que, en un principio, este material sería procesable con la tecnología SLS. La distribución de SiO2 fue homogénea en las partículas de PA, independientemente del pH al que se hubiera llevado a cabo la reacción.

Micrografías de las partículas de PA12 aditivadas con SiO2 a diferentes pHs y la distribución de Si sobre dicho material

En el caso de la aditivación con PDA se polimerizó el cloruro de dopamina a pH alcalino, en presencia de la PA12, durante diferentes tiempos (1, 3 y 5 h), para intentar impregnar la PA12 con PDA. Se observó que a medida que se va formando la PDA, la mezcla de reacción se vuelve más oscura. También se observaba una tonalidad más oscura a la PA12 que había estado más tiempo en contacto con la disolución.

Imágenes de los polvos obtenidos tras la aditivación con PDA durante a) 1 h, b) 3 h y c) 5h

Tras la aditivación con PDA tampoco se observó variación de morfología. Sí que se observaron las partículas de PDA adheridas a la superficie de la PA12, evidenciando que el material base se había aditivado de forma exitosa. Además, la ventana operativa de temperatura se mantuvo muy similar al material base, al igual que el material aditivado con SiO2. Este material también sería procesable con la tecnología SLS. La distribución de PDA fue homogénea sobre la superficie de las partículas de PA12.

Micrografías a) SEM y b) FE-SEM de las partículas de PA12 aditivadas con PDA durante 1 h

La aditivación realizada sobre la PA12 servirá como plataforma para la futura aplicación de diferentes propiedades, ya que, tanto la SIO2 como la PDA, son materiales adsorbentes y absorbentes de multitud de compuestos orgánicos e inorgánicos.

Le invitamos a evaluar el proyecto a través del siguiente enlace:


Este proyecto está financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) dentro de los fondos destinados a Líneas I+D 2021


RECUFAD – FUNCIONALIZACIÓN DE RECUBRIMIENTOS DE ESTRUCTURAS POLIMÉRICAS, OBTENIDAS MEDIANTE TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA.

Número de proyecto: 22100007
Expediente: IMAMCC/2021/1
Duración: Del 01/01/2021 al 31/12/2021
Coordinado en AIDIMME por: POCOVI MARTINEZ,SALVADOR
Línea de I+D: SUPERFICIES MODIFICADAS

Para más información contacte con AIDIMME.

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Salvador Pocoví Martínez

MATERIALES Y PRODUCTOS • Tecnologías y Análisis Químico