Síntesis y caracterización de compósitos a base de resina de poliéster insaturado con micropartículas de cobre y cobre@plata (Cu@Ag) para ser aplicados potencialmente en la industria plástica como aditivo antibacterial

Abstract

La presente tesis tiene como objetivos proporcionar a la resina de poliéster insaturado (UPR) la propiedad antibacteriana por la incorporación de MPs Cu y MPs Cu@Ag previamente sintetizadas, así como modificar sus propiedades mecánicas mediante una metodología sencilla y económica. Esta investigación se dividió en tres etapas: en la primera se sintetizo las nanopartículas y micropartículas de cobre (NPs Cu y MPs Cu) estables frente a la oxidación mediante el método de poliol asistido vía microondas usando una mezcla binaria de N-butanol y glicerina en presencia de Monoestearato de glicerol. En la segunda etapa, se sintetizo nanopartículas y micropartículas tipo core@shell de cobre@plata (NPs Cu@Ag y MPs Cu@Ag), recubriendo los núcleos de cobre ya sintetizados con un precursor de plata, mediante el método Electroless Plating y la reacción de transmetalación. En la tercera se sintetizaron compósitos de resina de poliéster insaturado (UPR) cargados con las MPs sintetizadas (UPR/MPs Cu y UPR/MPs Cu@Ag) mediante dispersión por ultrasonido y curado en atmósfera inerte de nitrógeno. Las nanopartículas se caracterizaron por espectroscopia UV-Vis, las micropartículas por DRX, SEM, EDX y FRX; y los compósitos por SEM, EDX y Microscopía Raman. Adicionalmente se cuantificó la actividad antibacteriana de los compósitos, los resultados mostraron que el compósito UPR/MPs Cu@Ag 2% exhibió mayor actividad antibacteriana (R = 1.6) que el compósito de UPR/MPs Cu 2 % (R = 0.9) frente a la cepa estándar de Escherichia coli (ATCC 8739), debiéndose al efecto sinérgico del cobre y la plata, incrementándose así la propiedad en su totalidad. Además, el compósito de UPR/MPs Cu@Ag 2% reduce en 96.84 % las bacterias viables mientras que el compósito UPR/MPs Cu 2% en 87.41 %. Por otro lado, los compósitos de UPR/MPs Cu 2% y UPR/MPs Cu@Ag 2% manifestaron valores más bajos de resistencia a la tracción y porcentaje de elongación a la rotura en comparación con la resina pura, el compósito UPR/MPs Cu 2% presento 51.54 MPa y 4.1 % respectivamente, el compósito UPR/MPs Cu@Ag 2% exhibió 20.11 MPa y 2.2 %, mientras que la UPR pura manifestó 70.75 MPa y 5.6 % respectivamente. De igual forma, la dureza Leeb siguió la misma tendencia, los compósitos exhibieron menores valores de dureza en comparación con la resina pura, el compósito UPR/MPs Cu presentó 727.4 (HL) de dureza, el compósito UPR/MPs Cu@Ag exhibió 625.8 (HL) y la resina pura presento 765 (HL). Se finaliza concluyendo que los compósitos UPR/MPs Cu 2% y UPR/MPs Cu@Ag 2% desarrollados con la metodología presentada en esta tesis, son materiales antibacterianos con bajas propiedades mecánicas.