PVC micro and nanofibers produced via Solution Blow Spinning

Microfibras y nanofibras de PVC producidas mediante hilatura por soplado de disolución

Obtuvimos micro y nanofibras de PVC mediante Solution Blow Spinning, una técnica desarrollada recientemente capaz de producir micro y nanoestructuras poliméricas a gran velocidad en comparación con otras técnicas como el electrospinning. Las fibras de PVC producidas tenían un diámetro medio que oscilaba entre 217 nm y 2,5 µm, dependiendo de las condiciones experimentales. Se evaluaron los efectos de las condiciones de procesamiento y la concentración de polímero en la solución tuvo el efecto más significativo en el diámetro de las fibras. También se observó que la estabilidad térmica de las fibras no se veía afectada en comparación con las películas y el polvo de PVC.

INTRODUCCIÓN

Las nanofibras son estructuras a escala nanométrica que pueden formar no tejidos, caracterizadas por tener diámetros muy pequeños, grandes longitudes superficiales por unidad de masa y poros de pequeño tamaño. Son continuas y muy flexibles, y sus aplicaciones abarcan desde textiles no tejidos hasta soportes para catálisis, sensores, ingeniería de tejidos y más.

La técnica más común para producir nanofibras poliméricas es el electrospinning, pero esta técnica tiene limitaciones en cuanto al uso de altos voltajes y la producción limitada de fibras. Por otro lado, la técnica Solution Blow Spinning (SBS), desarrollada en 2009, se ha destacado como una alternativa competitiva debido a su alta productividad y la capacidad de producir fibras a escala comercial sin necesidad de altos voltajes.

En el SBS, se utiliza un aparato que incluye una fuente de gas comprimido, un regulador de presión, una bomba de inyección para controlar la velocidad de inyección de las soluciones, una matriz de boquillas concéntricas giratorias y un colector con velocidad de rotación controlable. La técnica consiste en bombear una solución polimérica a través de la boquilla interna hacia una corriente de gas a presión a través de la boquilla externa. Cuando la tensión superficial de la solución polimérica es vencida por las fuerzas aerodinámicas del gas a presión, las corrientes de la solución se liberan en el colector, formando fibras a medida que el disolvente se evapora.

Las fibras producidas mediante la técnica de hilatura en disolución a partir de diferentes tipos de polímeros tienen diámetros medios comparables a las fibras producidas por electrospinning, pero sin el uso de altos voltajes y con una mayor tasa de productividad. Dado que pocos polímeros se han aplicado en los estudios relativos a la técnica de hilado por soplado en solución, es necesario estudiar otros polímeros además de aquellos aplicados en electrospinning. Nuestro grupo de investigación ha estado desarrollando nanofibras a partir de una variedad de polímeros como PVC, PLA, PMMA, PS, entre otros.

El cloruro de polivinilo (PVC) es el segundo termoplástico más consumido en el mundo y tiene una excelente relación coste-beneficio. La resina de PVC no es tóxica y es inerte, además de ser muy versátil al permitir la introducción de diversos aditivos que alteran las características