Estableixen la manera d'obtenir un làtex més eficient

La investigació de Mariz es basa en la síntesi del làtex amb alt contingut en sòlids. El material de làtex és una emulsió aquosa; raó per la qual, mitjançant aquesta síntesi, s'intenta concentrar el major percentatge de sòlid possible dins d'aquesta emulsió, per obtenir així un material més eficient i de major qualitat. No obstant això, aquesta concentració ha de limitar-se, ja que, en cas contrari, el làtex seria massa viscós i difícil de manipular. La viscositat es pot reduir augmentant la grandària de les partícules utilitzades per a la síntesi, però estudis anteriors mostren que les grans no són les més adequades per formar pel·lícules. En conseqüència, l'objectiu de la tesi ha estat establir una estratègia per produir làtex d'alt contingut en sòlids amb baixa viscositat, però amb partícules d'una grandària menor a 350 nanómetros.

Mariz ha realitzat diversos assajos per obtenir la distribució de grandàries de partícula (PSD) desitjada; és a dir, aquella que maximitza l'empaquetament (l'organització compacta) entre partícules, respectant sempre el rang de grandàries determinat.

En primer lloc, s'ha investigat sobre la citada síntesi amb distribucions de grandària de partícula unimodales (totes les partícules són d'igual grandària).

Provocant la polimerització en un reactor semicontinuo, s'han obtingut làtex acrílics que, amb partícules menors de 350 nanómetros, tenen un 61% en pes (índex de concentració) de contingut en sòlids i una viscositat raonable. Així mateix, s'ha verificat que aquest tipus de làtex es manté estable amb una concentració de surfactante iònic (substància que facilita i estabilitza les emulsions) menor al 1% en pes pel que fa al compost.

A continuació, s'ha abordat la síntesi de làtex d'alt contingut en sòlids amb PSD bimodales; o sigui, amb partícules de dues grandàries diferents. D'aquesta manera, les partícules més petites cobreixen els espais que queden entre les partícules més grans, augmentant el contingut en sòlids i maximitzant l'empaquetament.

La síntesi del làtex unimodal és més fàcil, perquè el creixement de les partícules es coneix a priori. Però quant a les partícules bimodales, Mariz ha hagut de dissenyar una estratègia que facilita fer el propi amb elles. És a dir, gràcies a aquesta estratègia, s'obté a priori la formulació de la reacció de polimerització (sembrada en reactor semicontinuo) requerida per obtenir el resultat desitjat: un làtex bimodal que, amb grandàries de partícules inferiors a 350 nanómetros, té un alt contingut en sòlids (fins a 70 wt%) i la viscositat més baixa possible.

Finalment, s'han formulat pintures en base d'aigua amb làtex amb diferents PSD, i s'ha comprovat que les partícules inferiors a 350 nanómetros ofereixen millors resultats. Concretament, els làtex d'alt contingut en sòlids i grandàries de partícula petits han donat lloc a pintures amb unes propietats millorades, tals com a més lluentor i elasticitat i menor temps d'assecat. Així mateix, mostren un baix contingut en components orgànics volàtils, ja que una major concentració de sòlids en l'emulsió aquosa del làtex suposa al seu torn un menor contingut en dissolvents.

Sobre l'autora

Inês de Fátima Afonso Mariz (Portugal, 1980) és llicenciada en Enginyeria Química (Institut Politècnic de Bragança) i doctora en Química Aplicada i Materials Polimèrics (UPV/EHU). Ha realitzat la seva tesi sota l'adreça de José Ramón Leiza Recondo i José Carlos de la Calç del Riu, professors del Departament de Química Aplicada de la Facultat de Ciències Químiques de la UPV/EHU. La tesi ha estat duta a terme principalment en l'Institut Universitari de Materials Polimèrics (Polymat) de la UPV/EHU. Així mateix, la investigadora també ha treballat durant tres mesos en col·laboració amb l'empresa International Paint, pertanyent a AkzoNobel. En l'actualitat, Mariz treballa com a investigadora en el Centre de Química-Física Molecular (CQFM) de l'Institut Superior Tècnic de la Universitat de Lisboa.