MX2012009641A - Material nanocompuesto termoplastico a base de celulosa nanocristalina. - Google Patents

Abstract

Se ha concebido una propuesta verde para el desarrollo de materiales nanocompuestos que comprenden celulosa nanocristalina (NCC) y polímeros vinílicos apropiados; la propuesta aborda la copolimerización de injerto in situ de monómeros vinílicos hidrofóbicos, tales como acetato de vinilo y metacrilato de metilo, sobre la superficie de NCC en un medio acuoso; el material resultante es significativamente más hidrofóbico y térmicamente estable que la NCC inicial; el material nanocompuesto puede ser suspendido en solventes apropiados, secado y moldeado con otros materiales usando técnicas convencionales de procesamiento de polímeros, para desarrollar nuevos materiales con nuevas características; estos nanocompuestos tienen una amplia gama de aplicaciones desde uso industrial hasta médico.

Description

MATERIAL NANOCOMPUESTO TERMOPLÁSTICO A BASE DE CELULOSA NANOCRISTALINA CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a un nanocompuesto hidrofóbico termoplástico de celulosa nanocristalina (NCC) y un monómero vinílico hidrofóbico, y a un proceso para producir este nanocompuesto; el proceso puede considerarse como un proceso verde. El nanocompuesto es un biomaterial térmicamente estable y sustentable, que es hidrofóbico y compatible con una amplia gama de polímeros sintéticos. El material nanocompuesto puede ser suspendido en solventes apropiados, y también secado y moldeado con otros materiales usando técnicas convencionales de procesamiento de polímeros, para desarrollar todavía más materiales con nuevas características. Estos nanocompuestos tienen una amplia gama de aplicaciones desde uso industrial hasta médico.

TÉCNICA ANTECEDENTE Se ha reconocido que la celulosa nanocristalina (NCC) puede ser aplicada como un material de reforzamiento en nanocompuestos. NCC, una estructura nemática quiral de alta resistencia y módulo elástico, es renovable, tiene una superficie reactiva relativamente grande, y es biodegradable. Los principales obstáculos a la aplicación de NCC en la fabricación de materiales compuestos son (1) la dispersión de NCC hidrofilica en matrices poliméricas generalmente hidrofóbicas y (2) la deficiente adhesión interfacial entre NCC y el polímero. Se han seguido diferentes propuestas para aumentar la dispersión de NCC y su interacción con matrices poliméricas. NCC ha sido recubierta con tensoactivo o bien modificada químicamente en su superficie.1 , 2 El uso de tensoactivos es un método bastante sencillo pero normalmente se requiere una gran cantidad de tensoactivo, lo que tendría un impacto negativo en la resistencia del material compuesto resultante. Por otra parte, la modificación de la superficie generalmente involucra una reacción con los grupos hidroxilo en la superficie de NCC. Se han empleado silanos para injertar grupos hidrofóbicos sobre la superficie de NCC. Más aún, también se han usado algunos polímeros con grupos reactivos para hidroxilos, tales como PEG,3 PCL4 y PP.5 Estas modificaciones pueden hacer más hidrofóbica a la NCC y dar a la NCC una estabilidad razonable en solventes orgánicos. Sin embargo, estas reacciones generalmente se efectúan en solventes orgánicos e involucran varios pasos.

La copolimerización superficial de injerto de monómeros vinílicos sobre superficies de polisacáridos, por ejemplo celulosa, almidón y quitosano, ha sido investigada extensamente.6"8 Metacrilato de metilo, acrilato de metilo, ácido acrílico o acetato de vinilo pueden usarse como el monómero de elección. Se ha informado de polimerización de injerto usando diferentes sistemas de iniciación, incluyendo fotoiniciadores, luz UV, radiación por rayos ?, iniciadores de radicales libres, etc. En estas técnicas, iniciadores de radicales libres tales como AIBN, hierro(ll)-peróxido de hidrógeno, persulfato de potasio y iones de metales de transición, han sido usados extensamente. Entre los iniciadores de radicales libres, el ion cérico (IV) ha mostrado gran eficiencia en el injerto de monómeros vinílicos sobre un número de polisacáridos. El mecanismo propuesto para la reacción de iniciación ha sido atribuido a la formación de un complejo con los grupos hidroxilo en el esqueleto del polímero, que puede disociarse mediante transferencia de un electrón para dar radicales libres.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención busca proporcionar un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y monómero vinílico hidrofóbico polimerizado.

Esta invención también busca proporcionar un proceso para producir un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y monómero vinílico hidrofóbico polimerizado.

Más aún, esta invención busca proporcionar una composición que comprendé un nanocompuesto hidrofóbico de la invención, combinado o mezclado con un polímero de alto peso molecular.

En un aspecto de la invención, se proporciona un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y monómero vinílico hidrofóbico polimenzado, en el cual dicho monómero vinílico polimerizado es injertado sobre dicha NCC.

En un aspecto de la invención, se proporciona un proceso para producir un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y un monómero vinílico polimerizado hidrofóbico, que comprende la polimerización de al menos un monómero vinílico hidrofóbico en presencia de partículas de NCC.

En otro aspecto de la invención, se proporciona una composición que comprende un nanocompuesto de la invención, combinado o mezclado con un polímero de alto peso molecular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención es ilustrada y explicada adicionalmente por referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: La Figura 1 es un FT-IR de NCC, PVAc-g-NCC y PMMA-g-NCC, que indica el injerto superficial exitoso de los monómeros vinílicos sobre NCC.

Las Figuras 2A, 2B y cuadro A comprenden un 1H NMR de PVAc-g-NCC y PMMA-g-NCC, que indica el injerto superficial exitoso de los monómeros vinílicos sobre NCC.

La Figura 3A y cuadro B comprenden un 13C NMR de PMMA-g-NCC, que indica el injerto superficial exitoso del monómero vinílico sobre NCC.

La Figura 4 es un análisis termogravimétrico de NCC, PVAc-g-NCC y P MA-g-NCC.

La Figura 5 es una calorimetría diferencial de barrido de NCC, PVAc-g-NCC y PMMA-g-NCC.

La Figura 6 muestra el ángulo de contacto con el agua de NCC y PMMA-g-NCC, indicando la hidrofobicidad aumentada en el caso del nanocompuesto.

La Figura 7 muestra el porcentaje de nanocompuesto producido para diferentes razones de MMA:NCC en la mezcla de polimerización.

La Figura 8 muestra el porcentaje de nanocompuesto producido para diferentes razones de VAc:NCC en la mezcla de polimerización.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS CUADROS Cuadro 1 : Condiciones de polimerización óptimas para acetato de vinilo (VAc) y metacrilato de metilo (MMA) con celulosa nanocristalina (NCC).

Cuadro 2: Tamaño de las partículas de NCC y PMMA-g-NCC en diferentes sistemas de solventes. Se informan los rendimientos de injerto para la polimerización con 2% de CAN.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se describe una propuesta verde para el desarrollo de materiales nanocompuestos que comprenden celulosa nanocristalina (NCC) y polímeros vinílicos apropiados. La propuesta emplea copolimerización de injerto in situ de monómeros vinílicos hidrofóbicos sobre la superficie de NCC en un medio acuoso. La propuesta se describe de aquí en adelante por referencia a dos clases de monómeros, acetato de vinilo y metacrilato de metilo, pero pueden emplearse otros monómeros vinílicos hidrofóbicos.

El material nanocompuesto es significativamente más hidrofóbico y térmicamente estable que la NCC inicial. El material nanocompuesto puede ser suspendido en solventes apropiados, y también secado y moldeado con otros materiales usando técnicas convencionales de procesamiento de polímeros, para desarrollar todavía más materiales con nuevas características. Estos nanocompuestos tienen una amplia gama de aplicaciones desde uso industrial hasta médico.

Esta invención aborda el desarrollo de nanocompuestos hidrofóbicos termoplásticos mediante copolimerización de injerto in situ de monómeros hidrofóbicos sobre la superficie de celulosa nanocristalina (NCC). A pesar de que cualquier clase adecuada de monómero vinílico hidrofóbico puede usarse para desarrollar los nanocompuestos con NCC, esta divulgación se centra en acetato de vinilo y metacrilato de metilo como los monómeros vinílicos de elección, a modo de ilustración de la invención.

Los monómeros vinílicos hidrofóbicos adecuados en particular son aquéllos que se polimerizarán in situ en presencia de NCC, uniéndose a NCC sin entrecruzarse entre ellos mismos. Los acrilatos son monórneros adecuados, pero los monómeros que probablemente se entrecruzarán podrían no ser especialmente adecuados. Las moléculas que tienen una hidrofobicidad de rango medio con respecto a NCC son adecuadas.

La solubilidad en agua del monómero vinílico hidrofóbico es un factor en la selección del monómero vinílico para la polimerización. Si es demasiado alta, entonces el polímero sería soluble en agua; si es demasiado baja, entonces la polimerización de injerto no se producirá o avanzará con dificultad. La solubilidad en agua del metacrilato de metilo es de 1.5 g/100 mi, y la del acetato de vinilo es de 2.5 g/100 mi. Adecuadamente, el rango de solubilidades es de alrededor de 1.5 a alrededor de 3 g/100 mi, y así, el acrilato de metilo que tiene una solubilidad en agua de 3 g/100 mi y el acrilato de etilo que tiene una solubilidad en agua de 1.5 g/100 mi, también son monómeros vinílicos hidrofóbicos adecuados para la polimerización.

Pueden emplearse mezclas de monómeros adecuados, por lo cual la cadena polimérica de la NCC puede ser un copolímero. Así, las cadenas poliméricas injertadas sobre la NCC pueden comprender cadenas homopoliméricas de los distintos monómeros de la mezcla y también cadenas copoliméricas que comprenden los diferentes monómeros de la mezcla.

La polimerización se lleva a cabo en un medio acuoso. La capacidad de usar un medio acuoso para llevar a cabo la polimerización, con el fin último de crear un sistema hidrofóbico, es un aspecto particularmente interesante de la invención, y también tiene implicancias ventajosas significativas para una fabricación eficaz en cuanto a costo, además de ventajas para el medio ambiente (verdes).

De preferencia, la polimerización se lleva a cabo en un medio acuoso ácido que tiene un pH de menos de 7, y en particular de 1 a 4. El pH ácido se logra por adición de un ácido tal como ácido nítrico.

La polimerización se lleva a cabo adecuadamente a temperatura ambiente (alrededor de 20°C) hasta 90°C por 1 a 24 horas, de preferencia a una temperatura de 40°C a 70°C por 1 a 4 horas.

Típicamente se emplea un iniciador de radicales libres para promover la polimerización, y un terminador para terminar la polimerización.

El monómero olefínico abierto tiene enlaces libres en los extremos, uno de los cuales forma una unión de óxido a través de un hidroxilo en un cristal de NCC, y el otro se une con otro monómero para formar la cadena poliméríca; así, la cadena polimérica tendrá una unión terminal con el grupo hidroxilo de NCC.

Puede haber varias cadenas poliméricas unidas independientemente a cada nanocristal de NCC a través de grupos hidroxilo en el cristal; por lo cual un cristal central único tiene varias cadenas poliméricas que irradian desde el mismo.

A pesar de que es posible, es poco probable que el enlace libre terminal externo del polímero olefínico al final de la cadena pueda unirse a través de un hidroxilo en un cristal de NCC, debido a reacciones que compiten. El radical libre terminal externo será terminado principalmente por estas reacciones: - Terminado por iniciador no usado.

- Reacción con otro radical libre terminal externo. Hay dos posibilidades. (1) Si la reacción tiene lugar con un radical libre en un monómero, entonces estaría terminado. En este caso, las cadenas poliméricas se extienden radialmente desde los cristales. - (2) Sin embargo, si la reacción tiene lugar con un radical libre en una cadena polimérica, entonces dos estructuras son posibles: - (a) Si las cadenas poliméricas se originan del mismo cristal, se forma un asa con extremos opuestos unidos al cristal. - (b) Si las cadenas poliméricas se originan de diferentes cristales, los cristales se entrecruzan. A pesar de que esto es posible, probablemente es mínimo, se ha encontrado que la NCC injertada se suspende bien un solventes orgánicos, y no se han detectado agregados.

- Transferencia a un monómero y comienzo de la polimerización, dando como resultado polímeros libres no injertados.

El rendimiento de injerto es la razón entre el peso de la NCC modificada (o sea, NCC injertada con vinilo) y el peso de la NCC original. Para las condiciones de reacción óptimas mostradas en el cuadro 1 en la presente, los rendimientos de injerto son los siguientes: 1. Para PMMA-g-NCC es 66.4% a una razón en peso de MMA:NCC = 1 :1 2. Para PVAc-g-NCC es 12.4% a una razón en peso de VAc:NCC = 2:1.

Si la razón en peso del monómero aumenta, entonces el rendimiento de injerto, en las mismas condiciones de reacción, también aumentará. Las Figuras 7 y 8 son gráficos que confirman las tendencias para MMA y VAc.

En general, la polimerización procede con el injerto del monómero vinilico sobre la NCC, y la polimerización de este monómero con otro monómero para formar una cadena polimérica que se extiende desde la NCC.

El nanocompuesto puede ser mezclado o combinado con un polímero de alto PM, generalmente los polímeros libres no injertados serán removidos del nanocompuesto antes de dicha mezcla o combinación, pero si se emplea PMMA como polímero de alto PM, entonces no es necesario remover los polímeros de PMMA libres presentes en el PMMA-g-NCC producido. Por otro lado, si se emplea poliestireno como polímero de alto PM para mezclar con el PMMA-g-NCC, entonces es necesario remover los homopolímeros de PMMA libres.

Los polímeros de alto PM adecuados tienen un peso molecular desde 20.000 a varios millones, por ejemplo de 20.000 a 5.000.000; los polímeros adecuados incluyen polimetilmetacrilato, polivinílacetato y poliestireno.

En una modalidad específica, la copolimerización superficial de injerto de acetato de vinilo (VAc) o metacrilato de metilo (MMA) sobre NCC se efectúa de acuerdo con el siguiente protocolo. Primero se remueven los inhibidores en el monómero mediante una columna de remoción de inhibidores. La suspensión de NCC en agua primero se mezcla con VAc o MMA y se diluye con agua desionizada (DI) hasta la concentración requerida. La razón en masa de NCC a MMA (o VAc) es ajustable y en este caso se usa 1 :2. En la solución de reacción final, la concentración de NCC se controla para que sea 3% p/p, y el pH de la solución de reacción se ajusta para que sea ácido usando por ejemplo HN03, y apuntando por ejemplo a pH = 2. La cantidad requerida de un iniciador de radicales libres, por ejemplo nitrato de amonio cérico (CAN), se disuelve en agua DI con la cantidad deseada de HNO3. Enseguida, en ambas soluciones de CAN y de NCC se hace burbujear nitrógeno por 30 minutos, por ejemplo. La polimerización comienza añadiendo la solución de CAN a la solución de NCC, y dejando que la reacción avance por un determinado tiempo a una temperatura específica. Cerca del final de la reacción, se añaden 100 µ? de hidroquinona (por ejemplo, al 1 % p/p) para detener la reacción, y el sólido se centrifuga a 4.400 rpm por 30 min. El poli(acetato de vinilo) (PVAc) o poli(metacrilato de metilo) (PMMA) no injertado es extraído mediante acetona usando, por ejemplo, extracción Soxhiet por al menos 3 días. Una vez completada la extracción, el material nanocompuesto PMMA-g-NCC o PVAc-g-NCC es secado bajo vacío a temperatura ambiente durante la noche. Para determinar las condiciones de reacción óptimas para la polimerización superficial de injerto, se lleva a cabo una serie de experimentos para acetato de vinilo y metacrilato de metilo, respectivamente. Las condiciones óptimas se indican en el cuadro 1.

La razón entre polímero injertado y NCC puede variar ampliamente para diferentes monómeros, y también es dependiente de la cantidad de monómero añadida. A modo de ilustración, para una razón 1 :1 de MMA:NCC, la razón de PMMA injertado: NCC es 0.63:1 ; para VAc:NCC 2:1 , PVAc injertado:NCC es 0.12:1.

Una variedad de ácidos, incluyendo ácidos minerales tales como los ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, al igual que ácidos orgánicos tal como ácido acético, son adecuados para efectuar la reacción de polimerización.

EJEMPLOS EJEMPL0 1 Se prepararon nanocompuestos de acuerdo con el protocolo mencionado más arriba. Evidencia de la copolimerización superficial de injerto exitosa de los monómeros vinílicos sobre NCC, o sea, la determinación de si PVAc o PMMA están injertados sobre NCC, se lleva a cabo usando infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR) y/o resonancia magnética nuclear (NMR). En la Figura 1 , después de la copolimerización de injerto, dos picos son particularmente evidentes en comparación con la NCC original. El pico en 1.734 cm"1 es la vibración de C=0 y el pico en 1.241 cm"1 corresponde a la vibración de C-0 en el grupo éster, respectivamente. La ocurrencia del injerto de PVAc y PMMA es confirmada adicionalmente por 1H NMR. En las Figuras 2A, 2B y cuadro A para PVAc-g-NCC, el pico "a" en 1.755 indica los protones de -CH2-, y el pico "c" (de 1.9-1.97) indica los protones de -CH3, en tanto que el pico "b" en 4.78 indica el protón de -CH-.9 En el espectro de NMR para PMMA-g-NCC, el pico "b" (0.84 y 1.02) indica los protones de metilo sobre carbono, en tanto que el pico "c" (3.6) indica los protones de metilo sobre oxígeno. El pico "a" en 1.81 indica los protones de -CH2-.10 Además de NMR en solución, se efectuó 13C NMR en estado sólido en la muestra de PMMA-g-NCC, para proporcionar una prueba concluyente del injerto superficial exitoso sobre NCC. Como es evidente en la Figura 3A y cuadro B todos los picos específicos puede ser asignados de acuerdo a la literatura.11 , 12 CUADRO A CUADRO B EJEMPLO 2 El tamaño de las partículas de NCC y PMMA-g-NCC puede detectarse usando un analizador de tamaño de partículas de alta definición (por ejemplo un Zetesizer), que mide el diámetro hidrodinámico de una esfera equivalente. NCC se suspende en agua, mientras que PMMA-g-NCC se suspende ya sea en cloroformo o tetrahidrofurano (THF). El tamaño de PMMA-g-NCC, mostrado en el cuadro 2, puede cambiarse con diferentes modelos de polimerización. Si se usa MMA:NCC 1 :1 , el producto no puede ser suspendido en solvente, lo que significa que no hay suficiente MMA injertado sobre la NCC para poder suspenderla en un solvente orgánico adecuado. Por otra parte, si se usa menos cantidad de iniciador, el PMMA-g-NCC resultante tendrá mayor tamaño que en los casos en que se usa más cantidad de iniciador. Esto se explica por el hecho de que más cantidad de iniciador haría más corta la cadena de PMMA, lo que dará como resultado un tamaño más pequeño de la partícula de PMMA-g-NCC. Finalmente, PMMA-g-NCC tiende a ser más pequeño en THF que en cloroformo. El cuadro 2 también indica el rendimiento de injerto para 2 condiciones, confirmando un injerto eficiente y exitoso.

EJEMPLO 3 Los datos termogravimétricos (TG), presentados en la Figura 4, demuestran que tanto PVAc-g-NCC como PMMA-g-NCC son más estables térmicamente que la NCC original. Esto indica que sería posible procesar estos nanocompuestos usando técnicas convencionales de procesamiento de polímeros, por ejemplo extrusión. En la Figura 5, los datos de calorimetría diferencial de barrido (DSC) ilustran que no hay un cambio de pendiente detectable para PVAc-g-NCC, sin embargo para PMMA-g-NCC hay un cambio de pendiente obvio a alrededor de 100°C, que es la Tg para PMMA. Esto probablemente se debe a que la cantidad de PVAc injertado no es lo suficientemente alta como para ser detectada por DSC. Sin embargo para NCC, la pendiente cambia por sobre 160°C, y la razón probable para esto es que a temperaturas sobre 160°C la NCC comienza a degradarse, de manera que hay una respuesta exotérmica en la curva de DSC. La curva de TG para NCC en la Figura 4 confirma que la degradación de NCC comienza justo sobre 160°C.

EJEMPLO 4 La medición del ángulo de contacto con el agua se emplea para determinar la hidrofobicidad superficial tanto de NCC como de PMMA-g-NCC. La Figura 6 muestra que el ángulo de contacto con el agua del nanocompuesto PMMA-g-NCC aumentó a más del doble del valor para la NCC original, lo que indica una hidrofobicidad aumentada del nuevo material nanocompuesto.

CUADRO 1 Condiciones de polimerización óptimas para acetato de vinilo (VAc) y metacrilato de metilo (MMA) con celulosa nanocristalina (NCC).

Temperatura Tiempo [HN03] Dosificación del iniciador (°C) (horas) (M) (% en peso sobre superficie de NCC) MMA 50 3 0.01 2 VAc 65 3 0.01 2 CUADRO 2 Tamaño de las partículas de NCC y PMMA-g-NCC en diferentes sistemas de solventes. Se informan los rendimientos de injerto para la polimerización con 2% de CAN.

Muestras NCC MMA:NCC MMA:NCC MMA:NCC MMA: NCC 1 :1 2:1 2:1 2: 1 2% de CAN 2% de CAN 5% de CAN 5% de CAN Solvente Agua THF THF THF Cloroformo Tamaño 45.5 ± 1.2 No bien 205.9 ± 18.2 126.3 ± 1.1 160.8 (nm) suspendido Rendimiento N/A 63.2 77.3 de injerto Referencias: 1 . Samir, M.; Alloin, F.; Dufresne, A., Review of recent research into cellulosic whiskers, their properties and their application in nanocomposite field. Biomacromolecules 2005, 6, (2), 612-626. 2. Lima, M. M. D.; Borsali, R., Rodlike cellulose microcrystals: Structure, properties, and applications. Macromolecular Rapid Communications 2004, 25, (7), 771-787. 3. Araki, J.; Wada, M.¡ Kuga, S., Steric stabilization of a cellulose microcrystal suspensión by poly(ethylene glycol) grafting. Langmuir 2001 , 17, (1), 21 -27. 4. Habibi, Y.; Dufresne, A., Highly filled bionanocomposites from functionalized polysaccharide nanocrystals. Biomacromolecules 2008, 9, (7), 1974-1980. 5. Ljungberg, N.; Bonini, C; Bortolussi, F.; Boisson, C; Heux, L.; Cavaille, J. Y., New nanocomposite materials reinforced with cellulose whiskers in atactic polypropylene: Effect of surface and dispersión characteristics. Biomacromolecules 2005, 6, (5), 2732-2739. 6. Bhattacharya, A.; Misra, B. N., Grafting: a versatile means to modify polymers - Techniques, factors and applications. Progress in Polymer Science 2004, 29, (8), 767-814. 7. Don, T. M.; King, C. F.; Chiu, W. Y., Synthesis and properties of chitosan-modified poly(vinyl acétate). Journal of Applied Polymer Science 2002, 86, (12), 3057-3063. 8. La¡, S. M.; Don, T. M.; Liu, Y. H.; Chiu, W. Y., Graft polymerization of vinyl acétate onto granular starch: Comparison on the potassium persulfate and ceric ammonium nitrate initiated system. Journal of Applied Polymer Science 2006, 102, (3), 3017-3027. 9. Chen, F.; Cheng, Z. P.; Zhu, J.; Zhang, W.; Zhu, X. L, Synthesis of poly(vinyl acétate) with fluorescence via a combination of RAFT/MADIX and "click" chemistry. European Polymer Journal 2008, 44, (6), 1789-1795. 10. Lee, H. F.; Kuo, S. W.; Huang, C. F.¡ Lu, J. S.; Chan, S. C; Wang, C. F.; Chang, F. C, Hydrogen-bonding interactions medíate the phase behavior of an A-B/C block copolymer/homopolymer blend comprising poly(methyl methacrylate-b-vinylpyrrolidone) and poly(vinylphenol). Macromolecules 2006, 39, (16), 5458-5465. 1 1. Kristensen, J. H.; Bampos, N.; Duer, M., Solid state C-13 CP MAS NMR study of molecular motions and interactions of urea adsorbed on cotton cellulose. Physical Chemistry Chemical Physics 2004, 6, (12), 3175-3183. 12. Kuo, S. W.; Chang, F. C, Miscibility and hydrogen bonding in blends of poly(vinylphenol-co-methyl methacrylate) with poly(ethylene oxide). Macromolecules 2001 , 34, (12), 4089-4097.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1. - Un proceso para producir un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y un monómero vinílico polimerizado hidrofóbico, que comprende la polimerización de al menos un monómero vinílico hidrofóbico en presencia de partículas de NCC en un medio acuoso. 2. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho medio acuoso es ácido. 3. - El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicho medio acuoso tiene un pH de 1 a 4. 4. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque dicha polimerización se efectúa a temperatura ambiente (alrededor de 20°C) hasta 90°C por 1 a 24 horas. 5. - El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicha polimerización se efectúa a una temperatura de 40°C a 70°C por 1 a 4 horas. 6. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque dicha polimerización se lleva a cabo en presencia de un iniciador de radicales libres. 7. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque dicha polimerización comprende injertar el monómero vinílico sobre la NCC, y la polimerización de dicho monómero para formar un polímero que se extiende desde la NCC. 8. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque comprende adicionalmente, después de completada dicha polimerización, la extracción del polímero libre de dicho monómero vinílico y la recuperación del nanocompuesto hidrofóbico. 9. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque dicho monómero vinílico hidrofóbico es uno que tiene una solubilidad en agua de alrededor de 1 .5 a alrededor de 3 g/100 mi. 10. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque dicho monómero vinílico es seleccionado entre acetato de vinilo, metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo y mezclas de los mismos. 1 1 - Un nanocompuesto hidrofóbico de celulosa nanocristalina (NCC) y monómero vinílico hidrofóbico polimerizado, en donde dicho monómero vinílico polimerizado es injertado sobre dicha NCC. 12 - El nanocompuesto hidrofóbico de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque dicho monómero vinílico es uno que tiene una solubilidad en agua de alrededor de 1.5 a alrededor de 3 g/100 mi. 13.- El nanocompuesto hidrofóbico de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque dicho monómero vinílico es seleccionado entre acetato de vinilo, metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo y mezclas de los mismos. 14.- El nanocompuesto hidrofóbico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado además porque dicho monómero vinílico es injertado en dicha NCC mediante una unión de óxido a través de un hidroxilo en la NCC y un enlace olefínico abierto del monómero vinílico. 15.- El nanocompuesto hidrofóbico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado además porque dicho monómero vinílico polimerizado es un homopolímero. 16. - El nanocompuesto hidrofóbico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado además porque dicho monómero vinílico polimerizado es un copolímero. 17. - Una composición que comprende un nanocompuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 16, combinado o mezclado con un polímero de alto peso molecular. 18 - La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque dicho polímero de alto peso molecular es seleccionado del grupo consistente en polimetilmetacrilato, polivinilacetato y poliestireno. 19.- La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque dicho monómero vinílico es seleccionado entre acetato de vinilo, metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo y mezclas de los mismos.