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1 sintesís de pu
1. SINTESIS DE POLIURETANO CON
PROPIEDADES ANTIFUNGICAS Y
ANTIBACTERIALES PARA SU
APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DEL
CALZADO
Anayansi Estrada Monje 1, Berenice Mata 2, J. Roberto Herrera Resendiz1
1CIATEC, Departamento de Materiales,
Omega 201, Fracc. Industrial Delta, León, Gto. México 37545.
2 Universidad Autónoma de Guanajuato,
E-mail: aestrada@ciatec.mx
2. Contenido
• Introducción
– Polímeros
– Poliuretano
– Proceso RIM
– Escala Nano
• Antecedentes
• Objetivo
• Metodología
6. Introducción
• El Poliuretano (PU)
– Polímero con grupo Uretano
• Material altamente atractivo debido:
– Facilidad de procesamiento1
• Mediante el proceso de moldeo por
inyección reactiva (RIM)
7. – Excelentes propiedades físico-mecánicas2.
– Los PU se pueden formular para cubrir un intervalo de
dureza desde 30 Shore A hasta 85 Shore D
– La escala D se utiliza para medir la dureza superior a 95
Shore A
– El intervalo de resiliencia puede ir desde el 2% hasta el
75%
– Incluso algunos PU’s pueden mantener esta propiedad
(sin cambiar la T) en un intervalo de 0 ºC a 150 ºC.
8. • Resistencia al desgarre.
• Resistente al oxígeno,
ozono, a la luz del sol.
• Resistencia a la
abrasión
– Solventes
– Aceites
– Gasolina
– Grasas
9. – Excelentes biocompatibilidad
• Dispositivos biomédicos
• Se estudio un poliéster-PU en un injerto arterial y
mostró que promueve el crecimiento continuo de
una monocapa de células endoteliales.
• En las ultimas tres décadas se han realizado
pruebas in vivo: corazones artificiales,
marcapasos, injertos vasculares, endoprótesis y
catéters3.
10. RIM
ISOCIANATO POLIOL
CABEZA
MEZCLADORA
MOLDE
PRODUCTO
TERMINADO
12. • La escala nano
• 1 nm = dividir un
milímetro en un millón de
partes
• La nanotecnología es la
ciencia que permite manipular
la materia al nivel del átomo
• Los nanomateriales han
ganado interés en la última
década debido a sus
propiedades únicas4.
13. • El término nanocomposite es comúnmente utilizado
para los polímeros que contienen nanorellenos
dispersos en la matriz polimérica 5.
– (tamaño promedio de partícula menor a 100 nm)
• Los nanomateriales han ganado interés en la última
década debido a sus propiedades únicas 6.
14. • Debido a las excelentes
propiedades antibacteriales de las
nanopartículas de plata (NPAg) se
planteó la posibilidad de probar sus
propiedades antifungicas
incorporándola a una matriz de PU.
16. Antecedentes
• Recientemente se ha observado un
incremento en la resistencia de las bacterias
a los bactericidas y a los antibióticos 5.
• Se ha buscado la obtención de polímeros
con actividad bactericida, para ello se han
incorporado a la matriz polimérica diversos
antibióticos 6.
• Con los nanomateriales se busca abrir
nuevos caminos en la lucha y prevención de
enfermedades
17. Antecedentes
• En este sentido se han investigado las
propiedades bactericidas de las NPAg 7-8 y se
ha encontrado que pueden utilizarse como
agentes biocidas muy efectivos.
– Es un metal natural no tóxico que puede
destruir muchos microorganismos dañinos
para el cuerpo humano.
18. Antecedentes
• Sang 9 reportó el uso de NPAg en una matriz
de PP para aplicaciones sanitarias como
mascarillas quirúrgicas, filtros, pañales, entre
otros.
• Pruebas in vitro con NPAg en VIH-1. Después
de 24 h, 100 % de las células habían muerto
10.
19. Antecedentes
• Entre los hongos dañinos están tricophyton
rubrum, epidermophyton y la tiña pedis, y entre
las bacterias dañinas está el microsporum 11-12.
• El efecto de las NPAg se evaluó también en
bacterias Gram + y en bacterias Gram- dando
excelentes resultados antibacteriales13.
20. Antecedentes
• Sondi 14, en 16 especies de bacterias
incluyendo la E. Coli, encontrando muy buenos
resultados antibacteriales.
• Se reportó e uso de compuestos basados en
sales de piridina como antibacteriales y
antifungicos en una platilla de PU.
21. Antecedentes
• En el presente proyecto se pretende combinar las
propiedades del PU y las propiedades de las
NPAg para sintetizar un material de alto
desempeño que bloquee el crecimiento de
bacterias patógenas y hongos que pueden
provocar enfermedades en los pies.
22. Objetivo
• Desarrollar un nanocomposite de PU/Ag
con propiedades antifungicas mediante
el proceso de moldeo por inyección
reactiva.
– Estudiar las propiedades del material
compuesto.
24. Metodología
• Se utilizó un sistema comercial (Simon
Química) para la síntesis del PU.
– Poliol SIPOL 230
– Isocianato ACON 314
– Catalizador PFS
• Nanopartículas de plata (Novacentrix)
– Tamaño promedio de partícula de 25 nm
25. Metodología
• PU/Ag 0.025, 0.05, 0.1 y 1.5 por ciento
en peso.
• Se evaluó la propiedad antifúngica de los
materiales compuestos frente a
Trycophiton.
• Se evaluaron propiedades térmicas
(TGA), la interacción entre NPAg
mediante FT-IR.
30. Resultados
• Se encontró que la concentración de 0.05
% en peso de NPAg es la que mejor
inhibe el crecimiento del hongo.
31. • Una de las propiedades importantes en el
desempeño de los materiales poliméricos
es la estabilidad térmica.
• Análisis termogravimétrico (TGA)
– Se basa en la variación de la masa de una
muestra cuando es sometida a un programa
de temperatura en una atmósfera controlada.
33. • La adición de una determinada cantidad de
NPAg permite incrementar la temperatura de
descomposición del PU.
34. Conclusiones
• La adición de 0.050 % en peso de NPAg
inhibe completamente el crecimiento del hongo
tricophyton en el material compuesto.
• Una cantidad adecuada de nanopartículas de
plata incrementa las propiedades mecánicas
del material compuesto.
35. Conclusiones
• La biocompatibilidad de los poliuretanos
modificados con plata y su actividad
antifungica abren una nueva perspectiva para
su utilización en aplicaciones biomédicas entre
las que podemos incluir la fabricación de
plantillas para el calzado.
36. Siguiente paso
• Evolución constante en el campo de la
nanotecnología
• Existen tecnologías emergentes que pueden
aprovecharse para darle valor agregado al calzado.
• El reto principal es la innovación
• Incrementar la vinculación industria-centros de
desarrollo.
37. Bibliografía
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Interface Science, 275, 177-182 (2004). 38
39. Agradecimientos
• Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del
Estado de Guanajuato
• A la Dra. Doralinda Guzmán del CINVESTAV
Irapuato, por la realización de las pruebas con
microorganismos.
• Al Dr. J. Roberto Herrera por su participación.
• A Berenice Mata por su colaboración.
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