Optimización de la fotopolimerización UV de ácido acrílico sobre películas de polipropileno usando un sensor de CdS

MARÍA FERNANDA STRAGLIOTTO; MIRIAM C. STRUMIA; CESAR G. GOMEZ; MARCELO ROMERO

Congreso; 9no. Congreso Argentino de Química Analítica; 2017

La búsqueda de nuevos materiales poliméricos que contengan una organización estructural y funcionalidad particular es un tema de gran interés en el área de materiales. El control de la modificación superficial mediante la aplicación de luz UV es un proceso estratégico para la obtención de películas en variadas aplicaciones tales como envoltorios o revestimientos. Para ello es necesario cuantificar la relación entre la radiación luminosa recibida por la muestra y el porcentaje de modificación superficial de la misma. Los dispositivos de medición comerciales disponibles son costosos y solamente informan respecto a la cantidad de energía luminosa. En este sentido, el objetivo de este trabajo fue validar el uso de una célula fotoresistiva basada en CdS (diseñada por el fabricante para ser utilizada con luz visible) en la cuantificación de luz UV y determinar simultáneamente el comportamiento de una reacción fotoquímica. Para ello, se estudió la sensibilidad espectral de la célula y se encontró que la misma fue del 7,3% (a 254nm) respecto a la sensibilidad máxima observada a 600nm. Se evaluaron el tiempo de respuesta y reproducibilidad del dispositivo en presencia y ausencia de luz UV obteniéndose 0,7 segundos y 0,2% CV, respectivamente. Posteriormente, se analizó el cambio en la fotoresistencia al variar la posición de la mezcla de reacción y el sensor respecto a la lámpara en el reactor, así como el tiempo de reacción. Se estudió la relación entre la intensidad de luz medida como conductancia (c) y el comportamiento de la reacción de injerto de ácido acrílico sobre la superficie de películas de polipropileno. Se postuló una expresión matemática sigmoide para describir la respuesta del sensor cuando es expuesto a luz UV durante iguales intervalos, pero distintos periodos de tiempo desde el encendido de la lámpara. Asimismo, se encontró que el grado de injerto (G) en películas describe ese mismo comportamiento. La coincidencia entre ambas variables indica que este proceso se debería a cambios en la intensidad de emisión de la fuente de luz durante el tiempo necesario para que alcance el equilibrio térmico. Se encontró que para el sistema estudiado el tiempo óptimo de estabilización era mayor o igual a 6 minutos. Además, se determinó una relación lineal (r2=0,98) entre G y conductancia (G/wt.%=(2,2±0,1)104c ? (0,3±0,4)) en el intervalo 5 al 20 %G. También se encontró que la relación se cumple independientemente de la posición y la distancia de la muestra a la fuente de luz. Se determinó además que el valor medio de G y su desviación estándar disminuyen cuando la película se coloca a mayor distancia de la lámpara porque la conductancia es más homogénea en esta posición.