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    Desarrollo de un Laminado Termoestable Nanoestructurado en Superficie con Propiedades Magnéticas
    (INTEMA, 2024-11-20) Peralta , Micaela; Martinez García, Ricardo; Pagnola, Marcelo; Nicolau, Verónica V.
    "Desarrollar superficies con funcionalidades adicionales más allá de las tradicionales decorativas o protectoras es una cuestión clave en la ciencia y la tecnología contemporáneas. Las superficies con propiedades funcionales se pueden lograr mediante materiales compuestos donde cada elemento que conforma el material aporta propiedades específicas que se complementan entre sí. En este trabajo, se desarrolló un nuevo laminado termoestable con nanoestructuración en la superficie, combinando la resistencia y durabilidad del papel de alfa-celulosa saturado con resina de melamina-formaldehído (M-F) mezclada con nanopartículas (NPs) de ferrita de cobalto (CoFe2O4). Estas NPs aportan propiedades magnéticas al composite y una potencial actividad bactericida bajo la acción de luz solar. Las NPs de CoFe2O4 se sintetizaron mediante el método de coprecipitación química [1], un proceso simple, económico y fiable que permite sintetizar NPs controlando su tamaño y distribución de tamaño, aspectos que afectan sus propiedades físicas [2]. Se prepararon dos suspensiones de concentraciones de 0,21 g/mL y 1,02 g/mL por dispersión de las NPs en una resina de M-F. Estas dispersiones se emplearon para el recubrimiento de un papel de alfa-celulosa saturado con la resina. Los recubrimientos se secaron, prensaron y curaron bajo condiciones específicas y controladas, obteniéndose así el composite de interés. Las NPs de CoFe2O4 se caracterizaron estructural y morfológicamente mediante difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los composites se estudiaron estructuralmente mediante DRX y magnéticamente usando un magnetómetro de muestra vibrante (VSM). El desarrollo de un laminado termoestable nanoestructurado con propiedades magnéticas representa un avance en términos de eficiencia, sostenibilidad y gestión de recursos, fundamentales para una transición energética exitosa. La propiedad magnética añadida, después de una optimización de la misma, le confiere al laminado compuesto desarrollado potenciales aplicaciones en tarjetas y cerraduras magnéticas, pizarras magnéticas, sensores, entre otras aplicaciones."
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    Síntesis y Caracterización de Materiales Compuestos de Interés Tecnológico a partir de Lignina Kraft fenolada de frondosas
    (AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Peralta , Micaela; Dobler , Santiago; Lesta, Mateo Ariel; Ferretti, Cristian Alejandro; Nicolau, Verónica V.
    La lignina Kraft puede sustituir al fenol en la síntesis de resinas de fenol-formaldehído. En este estudio, se desarrollaron resoles reemplazando entre el 30% y el 50% de fenol por lignina Kraft fenolada bajo condiciones alcalinas. Se observó que un mayor contenido de lignina aumenta la cantidad de formaldehído libre. Al reemplazar el fenol con lignina fenolada, el tiempo de gelificación primero aumenta, pero luego disminuye a concentraciones más altas, lo que indica cambios en la velocidad de reacción y en el reticulado. Los laminados de alta presión con un 30% de lignina fenolada mostraron resistencia al agua hirviendo y a la flexión similares a los laminados industriales convencionales, con aumentos del 38% en el módulo elástico y del 25% en la resistencia a la flexión. Este estudio sugiere que la fenolación alcalina de lignina Kraft es una alternativa prometedora para mejorar las propiedades de los laminados de alta presión.
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    Up to 50% Phenol Reduction in High-Pressure Laminate Production: Hardwood Kraft Lignin Valorization
    (INTEMA, 2024-12-02) Nicolau, Viviana V.; Peralta , Micaela
    "Replacing petroleum-based phenol with renewable polyphenols in High-Pressure Laminates (HPL) offers economic and environmental benefits. High-Pressure Decorative Laminates (HPDL) used in construction and furniture are made from Kraft paper with phenol-formaldehyde (PF) resin and surface decorative paper with melamine-formaldehyde (MF) resin. Lignin, a by-product of paper and biofuel production, has potential as a sustainable alternative due to its polyphenolic structure. Softwood lignin is preferred for phenolic resins, but hardwood lignin is more common in South America. To enhance KL’s reactivity, hydroxy-methylation is used in resols [1]. This work investigates the impact of increasing phenol substitution with hardwood KL in ligninphenol-formaldehyde (LPF) resins on the physical and viscoelastic properties of HPL. Seven LPF resols with varying phenol substitutions (0-80 wt.%) were synthesized using eucalyptus KL. The PF resin (0 wt.%) was synthesized in one step, while LPF resols were prepared in two stages, including hydroxy-methylation, and subsequent phenol addition. Only PF resin exhibited phase separation, and its aqueous phase was discarded before adjusting the flow index of all resins to 13.5 s with alcohol. The resins were characterized in terms of pH, solid content, flow time, gel time, free formaldehyde content, and molecular weights using GPC. The resols were employed for the impregnation and drying of Kraft papers. The HPL were thermocompressed at 150 °C, meanwhile a white decorative paper with MF resin was added as surface layer for HPDL. HPL performance was evaluated using DMTA and boiling water resistance test, with statistical analysis, while HPDL performance was assessed with boiling water test. As phenol is replaced with hydroxy-methylated KL, the gel time initially increased but then decreased at higher concentrations, indicating changes in the reaction rate and cross-linking. The resistance to boiling water immersion decreased as the KL levels increased. HPDL containing up to 60 wt.% KL met the AS/NZS 2924.1:1998 standard specifications. However, HPDL with higher KL content and a number average molecular weight exceeding 750 g/mol, exhibited blistering and delamination. The viscoelastic performance of HPL improved with KL levels with elastic modulus at 150 °C of 2.72 GPa and 14.15 GPa for 0 wt.% and 50 wt.% KL, respectively. Modifications to the formulations or curing conditions are required to replace phenol with KL at levels above 50 wt.%."