LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

SÍNTESIS DE POLÍMEROS

Se agrupan en esta línea los proyectos de preparación y aplicación de iniciadores para polimerizaciones por radicales libres y de catalizadores tipo metalocenos para polimerizaciones por coordinación orientados a la obtención de materiales con propiedades mejoradas, así como las investigaciones relativas a la aplicación de las técnicas de polimerización convencionales, modificadas o emergentes para la obtención de materiales novedosos o con propiedades mejoradas. Entre los desarrollos en proceso y sus aplicaciones se cuentan los siguientes.

Catalizadores Metaloceno

Se agrupan en esta línea los proyectos de preparación y aplicación de catalizadores tipo metalocenos para polimerizaciones por coordinación orientados a la obtención de materiales con propiedades mejoradas. Se trabaja actualmente en los siguientes desarrollos.

Polimerización Controlada (viviente)

Se trabaja en la elaboración de copolímeros en bloque de composición y peso molecular controlados e índices de polidispesidad estrechos, mediante técnicas emergentes de polimerización por radicales libres. Las propiedades fisico-mecánicas de estos productos permiten visualizar aplicaciones en el área de polímeros de ingeniería.
Se elaboran copolímeros con monómeros convencionales y monómeros funcionalizados con propiedades fotocromáticas sensibles a la luz UV poseedores de elevada estabilidad, con factibilidad de ser utilizados en aplicaciones tales como sensores ópticos y fibras ópticas.
La metodología para la aplicación de compuestos de tipo peroxídicos como iniciadores en la polimerización en masa del estireno reduce significativamente los tiempos de reacción y se obtienen materiales de calidad similar a la de los productos comerciales de la polimerización en masa del estireno.

Modificación de Polímeros

Se trabaja en síntesis orgánica de grupos funcionales, síntesis de monómeros y oligómeros funcionales, funcionalización de monómeros y polímeros (con grupos mesógenos y grupos cromóforos). Incluye trabajos en modificación superficial de polímeros, así como estudio de propiedades mesomórficas y estudio de interacciones moleculares en oligómeros y polímeros funcionales.


PROCESOS DE POLIMERIZACIÓN EN HETEROFASE

Se realiza investigación en el empleo (o la aplicación) de las técnicas de polimerización micelar y en emulsión, microemulsión, miniemulsión y en dispersión en bióxido de carbono supercrítico, para la preparación de polímeros con propiedades controladas de composición química, morfología, peso molecular y tamaño de fase dispersa.

Polimerización micelar

Se investiga sobre la cinética de la copolimerización de monómeros hidrófobos-hidrófilos para la obtención de copolímeros de peso molecular y composición controlada. Se busca la preparación de productos base agua modificadores de la viscosidad de látices poliméricos, que funcionen en un amplio espectro de temperatura para la formulación de adhesivos y recubrimientos.

Polimerización en emulsión

Se estudian aspectos fundamentales de la cinética y de la formación y crecimiento de las cadenas poliméricas y de las partículas. Se hace investigación en copolimerización para la preparación de polímeros funcionalizados en partículas núcleo-coraza y en modelamiento y simulación para identificar condiciones de operación en reactores que permitan controlar distribuciones de peso molecular, composición de copolímeros y distribución de tamaño de partícula.
La investigación se enfoca a la preparación de látices con aplicaciones específicas, tales como los entrecruzables a temperatura ambiente y los de alto contenido de sólidos y baja viscosidad, los cuales permitirían formular adhesivos y recubrimientos de alto desempeño.

Polimerización en microemulsión

Se hace investigación sobre aspectos fundamentales de cinética, de formación y crecimiento de las partículas y de distribuciones de peso molecular. Se trabaja en la modificación del proceso de polimerización para la obtención de látices con alto contenido de polímero y bajas concentraciones de surfactante, pero con el tamaño de partícula típico de la polimerización en microemulsión. Se investiga sobre el encapsulado de magnetita con copolímeros funcionalizados y en la obtención de partículas con morfología controlada.
Se persigue la preparación de nanoesferas magnéticas para aplicaciones biomédicas en diagnósticos y quimioterapia y radioterapia altamente selectivas y de nanopartículas núcleo-coraza para el reforzamiento de matrices poliméricas.

Polimerización en miniemulsión

Se investiga sobre el encapsulado de partículas magnéticas con polímeros para la preparación de látices magnéticos para aplicaciones industriales y microesferas magnéticas para aplicaciones biomédicas en diagnósticos y quimioterapia y radioterapia altamente selectivas.

Polimerización tradicional y controlada por radicales libres

Se estudian a nivel experimental y teórico la cinética, la síntesis y la modificación de polímeros por vía radicales libres, en procesos de tipo tradicional y controlados (por medio de polimerización radicálica viviente/controlada). Para este último caso se utiliza química de radicales libres estables tipo nitróxido, con lo que se pueden sintetizar copolímeros en bloques, de injerto, etc. Los estudios experimentales y teóricos se realizan en procesos en masa, suspensión, emulsión y CO2 supercrítico como medio de reacción.  También se trabaja en el crecimiento controlado de injertos poliméricos en superficies inorgánicas (P. ej. sílice) utilizando polimerización controlada por nitróxidos.

Ingeniería de reactores de polimerización

Una fortaleza de nuestro grupo es el área de ingeniería de reactores de polimerización, con la que se investigan y desarrollan modelos matemáticos que describen los procesos de polimerización. Hay un énfasis especial en el modelamiento matemático de la distribución de pesos moleculares y en la descripción matemática de los procesos en emulsión y en otras dispersiones acuosas. Algunos de los procesos estudiados son la polimerización por radicales libres para la producción de polietileno baja densidad o para producir poliestireno alto impacto. Asimismo las técnicas de modelamiento matemático y de ingeniería de reactores se aplican y apoyan los estudios de las otras líneas de investigación mencionadas.


PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE PLÁSTICOS

Se realizan proyectos que persiguen la preparación de cargas novedosas que puedan ser incorporadas a las matrices poliméricas y obtener productos de muy alto valor agregado. Asimismo, se investiga también sobre la modificación de los polímeros para facilitar la aceptación de cargas convencionales.

Procesado Reactivo

Se incluyen aquí los proyectos orientados a las modificaciones físicas y químicas de polímeros y a los procesos de su integración física con otros para la obtención de materiales con propiedades que incorporen las ventajas de los polímeros originales. Entre los desarrollos se cuentan los siguientes:
Polipropileno con propiedades superficiales modificadas mediante su funcionalización con compuestos tipo diaminas, dioles y amino alcoholes. Los productos elaborados con esta resina presentarán una mejor adhesión de tintas polares de impresión, evitando el uso de procesos posteriores de fijado.
Modificación mecanoquímica con grupos polares de EPDM y hules silicón para incrementar su compatibilidad en el mezclado con Nylon 6. Se obtienen materiales con mayor resistencia al impacto aplicables en la elaboración de artículos para alta temperatura y con buenas propiedades eléctricas.
Copolímeros de Nylon 6 con poliéster amida y con poliuretano, reforzados con resinas fenólicas entrecruzadas, preparados mediante técnicas de procesado reactivo para la preparación de materiales con gran resistencia al impacto bajo un amplio intervalo de temperaturas. Estos encuentran aplicación en la manufactura de defensas de automóviles.

Mezclas y Composites
Incluye los proyectos que persiguen la preparación de cargas novedosas que puedan ser incorporadas a las matrices poliméricas y obtener productos de alto valor agregado. Asimismo, se investiga también sobre la modificación de los polímeros para facilitar la aceptación de cargas convencionales. Los desarrollos en los que se trabaja se mencionan a continuación.
Polvos magnéticos incorporados en matrices termoplásticas para la preparación de materiales compuestos. Es factible obtener materiales anisotrópicos con una amplia variedad de grados dependiendo de las condiciones de procesado, con buenas propiedades mecánicas y costos relativamente bajos. útiles en aplicaciones tales como baleros de baja fricción, implantes médicos, separadores magnéticos, dispositivos acústicos, dispositivos en tecnologías de información y telecomunicación y un sinnúmero de aplicaciones.
Mezclas para incrementar resistencia al impacto y el porcentaje de elongación del polipropileno. Específicamente, el material podría ser usado en aplicaciones de uso automotriz y en la elaboración de artículos de uso en jardinería y electrodomésticos.
Compuestos a partir de diaminas con longitud de cadena variable derivadas de s-triazinas, conteniendo en su estructura unidades aminosilano aplicables en la reticulación y funcionalización del poli(cloruro de vinilo). El entrecruzamiento del polímero y la aceptación de cargas es mucho mejor que lo conseguido empleando aminosilanos y triazinas convencionales, lo que hace posible la preparación de materiales compuestos con mejores propiedades mecánicas.


MATERIALES AVANZADOS

Se desarrollan proyectos dirigidos a la preparación de materiales heterogéneos constituidos por estructuras nanométricas con propiedades especiales, así como proyectos dirigidos a la preparación de biomateriales.

Materiales Optoelectrónicos

Polímeros convencionales funcionalizados poseedores de propiedades fotoluminscentes bajo luz UV, destinados a aplicaciones tales como la manufactura de pantallas planas, dispositivos electro-ópticos y marcaje de documentos de seguridad, entre otros.

Nanomateriales

Agrupa los proyectos dirigidos a la preparación de materiales heterogéneos en los cuales la fase dispersa está constituída por estructuras nanométricas con propiedades especiales. Algunos de los desarrollos en proceso son los siguientes:
Partículas superparamagnéticas obtenidas por coprecipitación y su integración en fluidos magnéticos mediante procesos de dispersión coloidal para aplicaciones tales como elaboración de lubricantes, sellos herméticos, sensores, partes de motores eléctricos, laser de potencia, fuentes de rayos-X de alta intensidad y un gran número de aplicaciones adicionales.
Partículas magnéticas nanocristalinas mediante el proceso sol-gel, incorporadas en nanocompuestos de matriz de sílice, en látices magnéticos obtenidos mediante polimerización en microemulsión y en fluidos magnéticos preparados a través de procesos de dispersión coloidal. Existe una gran cantidad de aplicaciones potenciales para estos productos, entre las que se cuentan la manufactura de dispositivos automotrices como sensores, sistemas de frenado y amortiguadores; la elaboración de dispositivos acústicos como bocinas y micrófonos; dispositivos electromecánicos; e implantes médicos.
Compuestos de la familia de los espiropiranos y fulgides con propiedades fotocromáticas sensibles a la luz UV microencapsulados mediante procesos de policondensación para incrementar su vida útil. Aplicables en la formulación de tintas de impresión fotocromáticas.

Biomateriales

En esta línea se concentran los proyectos dirigidos a la preparación de materiales sintetizados por vías biológicas, o que siendo sintetizados por otras vías, conducen a materiales biocompatibles, con aplicaciones biomédicas o industriales de tipo biológico. Los principales desarrollos en proceso son los siguientes:
Matrices poliméricas a partir de poli(alcohol vinílico) y poliacrilamidas mediante entrecruzamiento físico para inmovilizar células bacterianas con capacidad de eliminar azufre orgánico de los derivados del petróleo.
Polianilinas sintetizadas vía polimerización enzimática sin generación de contaminantes. La conductividad eléctrica de este material hace factible su aplicación en la fabricación de dispositivos electrónicos y fotoelectrónicos, películas protectoras de pantallas y sensores químicos y biológicos, principalmente.
Espumas de poliuretano modificado químicamente y formulado para conferirle biodegradabilidad, con aplicaciones hortícolas como sustrato con gran capacidad de retención de agua y mejorador de suelos.
Materiales híbridos de poliuretano e hidroxiapatita a través de un novedoso método biomimético. Podrían se utilizados en la elaboración de biocementos altamente biocompatibles y con buenas propiedades mecánicas, así como en reemplazos óseos o de cartílago.
Extractos fenólicos de origen natural modificados químicamente para incrementar su hidrosolubilidad, poseedores de actividad biocida. Pueden ser aplicados solos o combinados con técnicas de plasticultura para un control amigable con el ambiente de malezas, nemátodos y microorganismos que afectan a los cultivos comerciales.


PLÁSTICOS EN LA AGRICULTURA

Esta línea agrupa las investigaciones en las cuales se combinan los conocimientos y experiencias agronómicas y sobre plásticos, para apoyar así el desarrollo de técnicas en agroplasticultura adaptables a cultivos hortícolas y básicos, para incrementar su productividad, la eficiencia en el uso de agua, fertilizantes, energía y el desarrollo de otras ventajas competitivas con respecto a las técnicas agronómicas tradicionales. Entre los desarrollos en proceso se tienen los siguientes: