Estudio teórico de la síntesis de la poliimida BAPS-BTDA como propulsor de nanofibras poliméricas para la retención de PM2.5. - Rojas Quishpe, Stalin Andrés (2022)
Las poliimidas (PIs) tienen una alta polaridad debido a la presencia de grupos funcionales polares en su estructura, esta propiedad permite que puedan ser usados para la elaboración de filtros con una alta retención de material particulado (PM). Este tipo de PIs poseen excelentes propiedades térmicas y mecánicas, por lo que son usadas en condiciones de alta temperatura como en el sistema del motor vehicular. Debido a que se evidencia una correlación directa entre el momento dipolar de la PI y la capacidad de retención de PM2.5, en el presente trabajo de investigación se estudió teóricamente una nueva poliimida (BAPS-BTDA) utilizando el trímero como modelo polimérico. Se determinó mediante cálculos teóricos un momento dipolar de 13.56 D usando el método semiempírico PM6/ZDO. Similar valor se obtuvo al usar el método HF/6-311G (15.53 D). Cálculos similares en la PI comercial BTDA-DATMPI, que actualmente se utiliza en filtros de retención de PM, mostró un margen de error de 0.08 % al usar PM6/ZDO y 4.48 % en el caso de HF/6-311G. La síntesis de la nueva PI se llevó a cabo mediante la reacción de policondensación entre el dianhídrido BAPS y la diamina BTDA, proceso realizado en dos pasos. En el primer paso se sintetizó el ácido poliámico (PAA) BAPS-BTDA, mediante la condensación de BAPS y BTDA a temperatura ambiente, mientras que, en el segundo paso, se obtuvo la PI mediante la imidación térmica (ciclodeshidratado) para lo cual se aplicó una rampa de calentamiento hasta 220°C por 10 horas lo que permitió obtener el polímero imidizado. La caracterización estructural del nuevo polímero se realizó mediante RMN y espectroscopia vibracional FT-IR, asistida por cálculos químico-cuánticos con el nivel de teoría HF/6-311G y un factor de escalamiento 0.909, que permitieron obtener el espectro IR teórico del dímero el cual muestra una buena correlación en las bandas con el espectro experimental, lo que permitió verificar la ciclación total de la PI.