“Anclaje” de redes metalorgánicas MOF’s sobre polietileno postfuncionalizado

Abstract

En este trabajo se presenta la obtención de un nuevo material, formado por la unión del polietileno de baja densidad (LDPE) y una red metalorgánica (MOF), el cual puede ser usado en múltiples aplicaciones que van desde filtros para remediación de aguas hasta sensores químicos. Se muestran los procesos de funcionalización de la fibra polimérica y la posterior síntesis del MOF sobre el polietileno (PE) funcionalizado. Para esto fue necesario el estudio de funcionalización de dos sistemas orgánicos relacionados estructuralmente: primero se funcionalizó el escualano, molécula de bajo peso molecular y análogo de las poliolefinas. Lo anterior con el fin de encontrar las condiciones óptimas de funcionalización que permitieran la inserción de grupos carbonilo y carboxilo mediante el uso de reacciones químicas de un solo paso, una vez optimizado este proceso se funcionaliza el LDPE, logrando la inserción de oxígeno en un 0,6% en la matriz polimérica. Finalmente, estos grupos oxigenados se usaron como puntos de reacción en la síntesis del MOF (MOF-199) sobre el polímero funcionalizado. Se realizaron análisis térmicos, espectroscópicos y microscópicos tales como: Calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), resonancia magnética nuclear (RMN), difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido (SEM), entre otros. Estos permitieron caracterizar los productos obtenidos y confirmar la formación del MOF en la superficie del LDPE.

Abstract. In this research is presented a new material, developed by linking low density polyethylene (LDPE) and a metal organic framework (MOF), which can be used in many applications such as water remediation filters until chemical sensors. To do this was necessary to study the functionalization of two systems related each other. First the of squalane was functionalized, a low molecular weight analogue to low density polyethylene (LDPE) this study was an exploratory process in search of the optimum functionalization conditions to get the right insertion of carbonyl and carboxyl groups, making use of simple chemical reactions. Once the functionalization of LDPE was optimized, 0,6% of oxygenated groups were inserted into the polymeric structure, these groups were used as reacting centers for the synthesis of metal organic frameworks (MOF-199). Different types of analysis were made thermal, spectroscopic and microscopic such as Differential Scanning Calorimetry (DSC), infrared spectroscopy with Fourier Transform (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray diffraction and scanning electron microscopy, among others. These allowed to characterize the product obtained and confirm the formation of the MOF in the surface of LDPE.