ABSTRACT Subsurface temperatures have been measured in different regions of the world, usually near the surface up to a depth of about a hundred meters. In this work a forward model calculation for a Northern Hemisphere soil temperature site at Kapuskasing, Canada, is presented, employing the solution of the differential equation of heat conduction through a semi-infinite homogeneous solid, subject to surface boundary conditions determined by surface air temperature. In this way, a detailed analysis is made of the subsurface temperature as a function of ground depth and for the time interval ranging from 1970 to the future (including the next century), for different scenarios of climate change. From these results, it was possible to determine the following characteristic quantities: (a) the depth where the surface perturbation (practically) finishes (in the range of about 180-200 m); (b) the depth where the subsurface temperature changes its slope from negative to positive; (c) the temperature change at the surface for the years where data exist; (d) the thermal gradient at steady state in the starting year (1880); (e) the temperature differences extrapolated at surface and at a 20 m depth, this last value corresponding to the depth at which seasonal and diurnal temperature variations are negligible; (f) the heat flow at surface to the inner part of the soil attributed to climate change, and (g) the temperature changes at surface for the 100 years interval (1980-2080) and mainly for the next century (2080-2180), for each site and for each IPCC Representative Concentration Pathway (RCP) scenario. As an example, the impact of the change in mean annual soil temperature due to global warming in near-surface geothermal energy is described.

RESUMEN Las temperaturas del subsuelo se han medido en diferentes regiones del mundo, por lo general cerca de la superficie hasta una profundidad de unos cientos de metros. En este trabajo se presenta un cálculo de modelo directo (predictivo) para un sitio de temperatura del suelo en el hemisferio norte (Kapuskasing, Canadá) empleando la solución de la ecuación diferencial de conducción de calor a través de un sólido homogéneo seminfinito, sujeto a las condiciones de contorno de la superficie determinadas por la temperatura del aire en dicha superficie. De esta forma, se realiza un análisis detallado de la temperatura del subsuelo en función de la profundidad del suelo y para el intervalo de tiempo que va desde 1970 hasta el futuro (incluido el próximo siglo), para diferentes escenarios de cambio climático. A partir de estos resultados, fue posible determinar las siguientes cantidades características: a) la profundidad donde la perturbación de la superficie (prácticamente) termina (en el rango de aproximadamente 180-200 m); b) la profundidad donde la temperatura del subsuelo cambia su pendiente de negativa a positiva; c) el cambio de temperatura en la superficie para los años en los que existen datos; d) el gradiente térmico en estado estacionario en el año inicial (1880); e) las diferencias de temperatura extrapoladas en la superficie y a 20 m de profundidad, correspondiendo este último valor a la profundidad en que las variaciones de temperatura estacionales y diurnas son insignificantes; f) el flujo de calor en la superficie hacia la parte interna del suelo atribuido al cambio climático, y g) los cambios de temperatura en la superficie para el intervalo de 100 años (1980-2080) y principalmente para el próximo siglo (2080-2180), para cada sitio y escenario de la Ruta de Concentración Representativa (RCP) del IPCC. Como ejemplo se describe el impacto del cambio en la temperatura media anual del suelo debido al calentamiento global en la energía geotérmica cercana a la superficie.

Abstract: The main objective of this research study was to develop a bilayer active biocomposite (BA) from cassava bran, fique, and glycerol with a coating of polylactic acid (PLA) and nisaplin® that would allow its implementation in high humidity food matrices. Mechanical and thermal properties, water absorption, and antimicrobial effect on Escherichia coli were evaluated. A one-factorial completely randomized experimental design was performed with four concentrations of nisin. The flexural test revealed that the addition of PLA and nisin had no significant effect on stress or flexural modulus. Thermal analysis by differential scanning calorimetry (DSC) resulted in two endothermic peaks, one exothermic peak, and one glass transition peak. The BA’s water absorption test had a percentage of 35%. It is concluded that the BA had no inhibitory effect on E. coli, but showed promissory potential for its application in high humidity foods.

Resumen: El objetivo de esta investigación fue desarrollar un biocompuesto activo (BA) bicapa a partir de afrecho de yuca, fique y glicerol más un recubrimiento de ácido poliláctico (PLA) y nisaplin®, que permitiera su implementación en matrices alimentarias de alta humedad. Se evaluaron sus propiedades mecánicas, térmicas, absorción de agua y efecto antimicrobiano sobre Escherichia coli. Se realizó un diseño experimental unifactorial completamente al azar, con cuatro concentraciones de nisina. La prueba de flexión indicó que la adición de PLA y nisina no tuvo efecto significativo sobre el esfuerzo ni sobre el módulo de flexión. El análisis térmico por calorimetría de barrido diferencial (DSC) resultó en dos máximos endotérmicos, uno exotérmico y uno de transición vítrea. El ensayo de absorción de agua en el BA indicó un porcentaje del 35%. Se concluye que el BA no tiene efecto inhibitorio sobre E. coli, pero tiene potencial de aplicación en alimentos con alta humedad.

Abstract In Argentinean Northeast archaeology, few studies address the firing procedures of pre-Hispanic pottery making. Until now, no physical-chemical techniques have been applied to measure the transformations suffered by ceramics during firing. In order to modify this situation, we applied X-ray diffraction, differential thermal and thermogravimetric analysis, and thermal expansion on 31 archaeological ceramic samples recovered at the Los Tres Cerros 1 and Cerro Tapera Vázquez sites (Upper Delta of the Paraná River). Most of the samples (i.e., vessels with a restricted and unrestricted mouth, ‘campanas’ and ‘spoon’) were firing at temperatures above 550/650ºC and below 800ºC; four did not exceed 550/650ºC, and two were subjected to temperatures above 800/900ºC. These results, joined with ethnoarchaeological, experimental, and archaeological evidence, allowed us to read into the wide range of firing temperatures detected (< 550ºC and > 800ºC) as indicative of firing in open structures (i.e., bonfires or pits). In addition, this data allowed us to discuss different firing conditions hypotheses proposed in previous research and to develop an experimental program that will allow us to know different aspects of the pre-Hispanic firing procedures.

Resumen En la arqueología del Nordeste argentino son escasos los trabajos que estudian las condiciones de quema de la alfarería prehispánica, no habiéndose aplicado técnicas físico-químicas que midan las transformaciones que sufre la pared cerámica durante el proceso de cocción. Con el propósito de revertir este estado de situación, aplicamos difracción de rayos X, análisis térmico diferencial y termogravimétrico, y dilatometría sobre 31 muestras de cerámicas arqueológicas recuperadas en los sitios Los Tres Cerros 1 y Cerro Tapera Vázquez (Delta Superior del río Paraná). La mayoría de las muestras (i.e., contenedores restringidos y no restringidos, campanas y cuchara) fue cocida a temperaturas superiores a 550/650 ºC e inferiores a 800 ºC; cuatro no superaron los 550/650 ºC y dos fueron sometidas a temperaturas superiores a los 800/900 ºC. A partir de la integración de estos resultados con evidencia etnoarqueológica, experimental y arqueológica interpretamos el amplio rango de temperaturas de cocción detectado (< 550 ºC y > 800 ºC) como un indicador de quemas en estructuras abiertas (i.e., fogones o pozos). Esta información nos permitió discutir hipótesis sobre las condiciones de cocción propuestas en investigaciones previas y plantear a futuro un programa experimental que permitirá conocer distintos aspectos de las quemas prehispánicas.

Abstract The calorific power of wood of huizache (Acacia farnesiana), maguey (Agave salmiana), nopal (Opuntia streptacantha), garambullo (Myrtillocactus geometrizans) and cardon (Pachycereus sp) from arid areas of Mexico, which are often used for heating water and cooking food in rural areas, in this work are presented. The calorific power determination was carried out by means a calorimetric combustion pump and of a gravimetric thermal analysis, GTA and differential thermal analysis technique, DTA, which is quite similar to the differential scanning calorimetry (DSC). In general, the results showed that the calorific value estimated by analysis (GTA-DTA) is in all cases slightly lower than those estimated with a calorimetric pump, but in general, both results are very close between each other. Maximum variation between these values is within ± 5%, which is associated in a range within the uncertainty of the measurements made. For the nopal wood, it was found that the calorific value, estimated by GTA-DTA, reaches (11 275 kJ/kg), resulting very similar to the value determined with a calorimetric pump, (11 605 kJ/kg). In the other cases studied a greater discrepancy between the measured values was found. The elementary analysis of the woods and their ashes estimated by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), allows the determination of the carbon intensity of the woods, and indicates that there is no evidence of toxic metals such as those from coal, which shows that these woods are a sustainable and renewable product, when they are available for combustion and heat energy obtainment.

Resumen En este trabajo se determina el poder calorífico de maderas de huizache (Acacia farnesiana), maguey (Agave salmiana), nopal (Opuntia streptacantha), garambullo (Myrtillocactus geometrizans) y cardón (Pachycereus sp) que provienen de zonas áridas de México y que suelen utilizarse para el calentamiento de agua y cocción de alimentos en el medio rural. La determinación de los poderes caloríficos se realizó por medio de las técnicas de análisis térmico gravimétrico y la técnica de análisis térmico diferencial, ATG-ATD, que es similar a la calorimetría diferencial de barrido (DSC), y mediante una bomba calorimétrica de combustión. En general, los resultados mostraron que el poder calorífico estimado por análisis (ATG-ATD) resulta en todos los casos ligeramente menor que lo estimado con bomba calorimétrica, pero en general son muy próximos entre sí. La máxima variación entre dichos valores en ± 5% se asocia en un intervalo dentro de la incertidumbre de las mediciones realizadas. Para la madera de nopal se encontró que el poder calorífico estimado por ATG-ATD alcanza 11 275 kJ/kg, resultando muy parecido al valor determinado con bomba calorimétrica, 11 605 kJ/kg. En los otros casos estudiados se encuentra una mayor discrepancia entre los valores medidos. El análisis elemental de las maderas y de sus cenizas permite la determinación del parámetro energético ambiental denominado intensidad de carbono de las maderas. Este se estima por medio de espectroscopía de fotoelec- trones emitidos por rayos X (XPS), lo que indica que no hay evidencia de metales tóxicos como los provenientes del carbón; esto demuestra que estas maderas son un producto sutentable y renovable cuando están disponibles para la combustión y obtención de energía calorífica.

Resumen La fibroína de seda es un polímero natural obtenido del gusano Bombyx mori, que se ha utilizado en la ingeniería de tejidos óseos debido a sus propiedades de biocompatibilidad, adhesión, baja biodegradabilidad y resistencia a la tracción. El electrohilado es una técnica para desarrollar nanofibras, utiliza altos voltajes para convertir soluciones de polímeros en andamios nanoestructurados, con porosidad, buena relación entre el área superficial y el volumen. En esta revisión examinamos los parámetros de electrohilado en la morfología de la fibra, después del tratamiento de las fibras hiladas. Además, presentamos diferentes caracterizaciones fisicoquímicas de andamios de fibroína de seda electrohilada como morfológico (microscopia electrónica de barrido - SEM), estructura cristalina (espectroscopia de transformada infrarroja de Fourier - FTIR, difracción de rayos X- XRD), análisis térmico (calorimetría diferencial de barrido- DSC, análisis termogravimétrico - TGA) y propiedades mecánicas (resistencia a la tracción). Finalmente, presentamos una discusión concerniente a las potenciales aplicaciones e impactos de la fibroína de seda electrohilada en la ingeniería del tejido óseo y las tendencias futuras.

Abstract Silk Fibroin (SF) is a natural polymer obtained from the Bombyx mori silkworm. It has been used in bone tissue engineering thanks to its favorable biocompatibility, adhesion, low biodegradability, and tensile strength properties. Electrospinning is a technique to develop nanofibers. It uses high voltages to convert polymer solutions into porous nanostructured scaffolds with a good ratio between superficial area and volume. In this paper, we examine the effect of the electrospinning parameters on fiber morphology once the spun fibers have been treated. In addition, we present different physicochemical characterizations of electrospun SF scaffolds such as their morphology (via Scanning Electron Microscopic-SEM-), crystalline structure (via Fourier Transform Infrared-FTIR-spectroscopy and X-Ray Diffraction-XRD-), thermal characteristics (via Differential Scanning Calorimetry-DSC-and Thermogravimetric Analysis-TGA-), and mechanical properties (tensile strength). Finally, we discuss the potential applications and impacts of electrospun SF in bone tissue engineering and future research trends.

Resumen Para dosificar curcumina (Cur) evitando su degradación, se diseñó un material polimérico que consta de fibras con estructura núcleo/coraza. Se utilizó la técnica de electrohilado coaxial para obtener de fibras con núcleo de ácido poliláctico (PLA) y coraza de carboximetilcelulosa (CMC). Fibras de CMC/PLA fueron comparadas con fibras convencionales de PLA cargadas con curcumina. Imágenes de microscopia electrónica de barrido permitieron caracterizar la estructura núcleo/coraza de las fibras de CMC/PLA-Cur. La presencia de Cur en las fibras fue confirmada por espectroscopia Raman. Análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido mostraron el efecto de la incorporación de Cur en el comportamiento térmico y permitió contrastar las fibras de PLA con las de CMC/PLA. Se realizaron experimentos de liberación de Cur a pH fisiológico y los resultados se ajustaron al modelo de Korsmeyer-Peppas. La tasa de liberación de fibras de CMC/PLA es significativamente menor a la de fibras de PLA sin coraza.

Abstract To dose curcumin (Cur) while avoiding its degradation, a polymeric material consisting of fibers with core/ shell structure was designed. Coaxial electrospinning allowed us to obtain fibers with poly(lactic acid) (PLA) core, and carboxymethylcellulose (CMC) shell. CMC/PLA fibers were compared with conventional PLA fibers. Scanning electron microscopy images allowed us to characterize the core/shell structure of CMC/ PLA-Cur fibers. The presence of Cur in the fibers was confirmed by Raman spectroscopy. Thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry showed the effect of Cur on the thermal behavior of the fibers, and showed contrasting behavior between CMC/PLA and PLA fibers. Cur release experiments were performed at physiological pH and the results were fitted with the Korsmeyer-Peppas model. The release rate of CMC/PLA fibers was significantly lower than PLA fibers.

Abstract: In this research, the synthesis, structural characterization, and thermal analysis of hydrogen (H2) desorption of magnesium hydride (MgH2) for hydrogen storage was carried out. The samples were mechanically grounded for 2, 5, and 10 hours in atmospheres containing argon (Ar) and hydrogen (H2). Subsequently, the samples were characterized by (1) X-ray diffraction (XRD), (2) differential scanning calorimetry (DSC), and (3) thermogravimetric analysis (TGA). Diffractions of mechanically grounded samples showed a reduction in grain size, which improves the diffusion of H2 by reducing dehydrogenation temperatures by up to 118 ºC. The maximum amount of H2 obtained from the samples was 6.65% w/w.

Resumen: En esta investigación se llevó a cabo el estudio de la síntesis, caracterización estructural y análisis térmico de desorción de hidrógeno (H2) del hidruro de magnesio (MgH2) para almacenamiento de hidrógeno. Las muestras fueron molidas mecánicamente por períodos de 2, 5 y 10 horas en atmosferas contenidas de argón (Ar) e hidrógeno (H2) y posteriormente caracterizadas utilizando: (1) difracción de rayos X (XRD), (2) calorimetría de barrido diferencial (DSC) y (3) análisis termogravimétricos (TGA). Las difracciones de las muestras molidas mecánicamente mostraron que existe una reducción en el tamaño de grano lo cual mejora la difusión del H2 reduciendo las temperaturas de deshidrogenación hasta en 118 ºC. La máxima cantidad de H2 que se logró obtener de las muestras fue 6.65 % p/p.

Abstract In this study, pork Longissimus thoracis muscle was used, which was frozen in a chamber and thawed under controlled conditions. The color profile and the surface myoglobin were evaluated. A thermal analysis was performed by modulated differential scanning calorimetry (MDSC), and Fourier-transform infrared spectroscopy with attenuated total reflection (FTIR-ATR). It was found that there were important effects in myoglobin due to the freeze-thawing process in parameters such as pH, luminosity (L*), and chroma values, as well as in activation energies (Ea) and denaturation enthalpy (ΔH) between myoglobin forms. In raw meat, it was found that there was a greater proportion of deoxymyoglobin, and in frozen-thawed samples, metmyoglobin was the most abundant form, indicating that are significant effects which are correlated with the changes in tri-stimulus coordinates and with the thermal and chemical parameters in pork meat.

Resumen En este estudio se utilizó el músculo porcino Longissimus thoracis, el cual se congeló en una cámara y descongeló bajo condiciones controladas. Se evaluó el perfil de color y la mioglobina superficial. Se realizó un análisis térmico mediante calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) y espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR). Se observaron efectos importantes en la mioglobina debido al proceso de congelación-descongelación en parámetros como el pH, la luminosidad (L*) y el índice de saturación, así como las energías de activación (Ea) y entalpía (ΔH) de desnaturalización entre las formas de mioglobina. En la carne cruda se encontró una mayor proporción de desoximioglobina y en las muestras congeladas-descongeladas la metamioglobina era la forma más abundante, lo que indica que hay efectos significativos que se correlacionan con los cambios en las coordenadas triestímulo y con los parámetros térmicos y químicos en la carne de cerdo.

ABSTRACT In the Oil Industry, corrosion products of different properties and morphologies are originated because the steel meets the accompanying water. The objective research is to characterize corrosion products by techniques of X-ray spectrometry and differential thermal analysis (DTA). Samples were obtained under operating conditions in an oil pipeline and storage tank. The results showed that the pipeline elemental composition is more heterogeneous than the sample tank. Chemical elements appear that indicate the formation of iron oxides, salts of iron chlorides, magnesium. In the case of the tank, there is only presence of carbon, oxygen, sulfur and iron, which suggest the formation of sulfur and iron sulphates. X-ray spectrometry showed that the overall composition of the pipeline corrosion products has a greater compositional variability than those of the crude storage tank. The differential thermal analysis showed that a greater variety of crystalline phases was obtained in the pipeline than in the crude storage tank. In both systems, the presence of ferrihydrite was detected where the highest percentage of mass loss, iron sulphides for the tank steel and additional silicates and iron sulphates for the pipeline were reached. The results showed that there is correspondence with the composition of the steels, the corrosive medium and the phases determined by the techniques used.

RESUMEN En la Industria del Petróleo se originan productos de corrosión de diferentes propiedades y morfologías a causa de que el acero se pone en contacto con el agua acompañante. El objetivo de la investigación consiste en caracterizar los productos de corrosión por las técnicas de espectrometría de rayos X y análisis térmico diferencial (ATD). Las muestras se obtuvieron en condiciones de operación en un oleoducto y tanque de almacenamiento de crudo. Los resultados mostraron que la composición elemental de la muestra del oleoducto resultó más heterogénea que la del tanque. Los elementos químicos que aparecieron indicaron la formación de óxidos de hierro, cloruros de hierro y magnesio. En el caso del tanque solo existió la presencia de carbono, oxígeno, hierro y azufre, que sugirieron las formaciones de sulfuros y sulfatos de hierro. La espectrometría de rayos X evidenció que la composición global de los productos de corrosión del oleoducto se presentó con mayor variabilidad composicional que los del tanque de almacenamiento de crudo. El análisis térmico diferencial mostró que en el oleoducto se obtuvo mayor variedad de fases cristalinas que en el tanque de almacenamiento de crudo. En ambos sistemas se detectó la presencia de ferrihidrita donde se alcanzaron los mayores porcientos de pérdida de masa, sulfuros de hierro para el acero del tanque y adicionalmente silicatos y sulfatos de hierro para el oleoducto. Los resultados mostraron que existió correspondencia con la composición de los aceros, el medio corrosivo y las fases determinadas por las técnicas que se utilizaron.

Resumen En este trabajo se estudió el comportamiento mecánico de vigas viscoelásticas compósitas de aleación de Ni-Ti con memoria de forma (SMAHC), fabricadas con una barra circular de aleación de Ni-Ti incorporada en un tubo cilíndrico de polipropileno (PP) de 500 mm de largo, con un diámetro externo de 50 mm y espesor de pared nominal de 7 mm, reforzado con una capa de nylon/epoxi. La barra metálica de Ni-Ti se caracterizó usando: Microscopía electrónica de barrido (MEB); Difracción de rayos X (DRX) y análisis térmico diferencial (ATD). La composición química nominal de la aleación con memoria de forma es 50.05% Ni y 49.95% Ti, donde la martensita suave es la fase predominante a temperatura ambiente. Las temperaturas de transformación de fase martensita (M) a austenita (A) fueron Minico = 32°C, Mfinal = 46°C, Ainicio = 38°C y Afinal = 60°C. Para temperaturas T<Mfinal, la barra de Ni-Ti presentó la fase martensítica al 100%, mientras que para temperaturas T>Afinal se transformó completamente en la fase austenítica y el módulo de elasticidad de la SMAHC aumentó en un factor hasta de tres veces. Este cambio significativo en la rigidez del Ni-Ti, sin cambio de masa, ha motivado la aplicación de esta aleación en el control de vibración de máquinas. Las vigas SMAHC se sometieron a pruebas de flexión a tres puntos, en el régimen elástico. Los resultados experimentales mostraron que, en promedio, a 21°C, el módulo elástico efectivo a flexión del material de polipropileno (PP) aumentó un 112%, de 757 MPa a 1609 MPa, al incorporar a este sistema la barra de Ni-Ti y la capa de refuerzo externa de nylon/epoxi, generando una viga viscoelástica inteligente. Estos últimos resultados indican que el sistema SMAHC puede funcionar como una estructura adaptativa.

Abstract This investigation is concerned with the mechanical behavior of Shape Memory Alloy Hybrid Composite Beams (SMAHC), that consist of a circular bar of Ni- Ti alloy incorporated in a 500 mm long cylindrical pipe of polypropylene (PP), with external diameter 50 mm and nominal wall thickness 7 mm, wound with a nylon/epoxy layer. The Ni-Ti alloy was characterized using: scanning electron microscopy (SEM); X-ray diffraction (XRD) and Differential thermal analysis (DSC). The nominal chemical composition of the alloy is 50.05%Ni / 49.95%Ti, and the softer martensite is the predominant phase at room temperature. The approximate martensite (M) to Austenitic (A) phase transformation temperatures were Mstart = 32°C, Mfinal = 46°C, Astart = 38°C and Afinal = 60°C. For temperature T<Mfinal, Ni-Ti bar presents 100% martensitic phase, whereas for T>Afinal it is fully converted in the Austenitic phase; and its elasticity modulus increases by a factor up to three times. This significant change in stiffness of Ni-Ti, without changing its mass, has motivated the application of such alloy in machine vibration control. The SMAHC beams were subjected to static three-point bending tests, in the elastic regime. Experimental results showed that, in average, at 21°C, the PP pipes effective flexural elastic modulus increased 112%, from 757 MPa to 1609 MPa, when the Ni-Ti bar and the external layer of nylon/epoxy were incorporated to the PP pipe, creating a smart beam. These last results indicate that the SMAHC beam can work as an adaptative structure.

RESUMEN Se sintetizaron algunos nuevos derivados de pirimidina y se estudiaron sus características de descomposición mediante análisis termogravimétrico y calorimétrico diferencial de barrido. La estabilidad térmica y algunos parámetros cinéticos de descomposición se evaluaron a partir de los respectivos termogramas. Se observa que, dependiendo de la estructura y las sustituciones, la estabilidad térmica y la cinética de descomposición varían entre los diferentes compuestos.

SUMMARY Some new pyrimidine derivatives have been synthesized and their decomposition characteristics have been studied by thermogravimetric and differential scanning calorimetric analysis. The thermal stability and some kinetics parameters of decomposition were evaluated from thermograms. It is observed that depending upon the structure, substitutions, thermal stability and decomposition kinetics varies in different compounds.

Resumen Se prepararon membranas de Polivinil Difluoruro y Acido Hipofosforoso (PVDF/H3PO2) con diferentes concentraciones de ácido. Los resultados de calorimetría diferencial de barrido (DSC), presentan un escalón característico de la transición vítrea alrededor de 250 K. También se observan dos anomalías endotérmicas: una cercana a 357 K debido a la evaporación de agua, y otra cerca a los 422 K atribuida a la fusión de la fase cristalina del PVDF. Los análisis de Espectrometría de masas (MS) acoplado con Termogravimetría (TGA), revelan la posible presencia de moléculas de (C2H2O) y ácido fluorhídrico (HF), esto plantea la posibilidad de que el H3PO2 perdió un átomo de hidrógeno y se enlazó a la cadena polimérica del PVDF desplazando un átomo de flúor. Se evidencia la presencia de moléculas de agua a diferentes temperaturas, que sugiere la formación de agua superficial, interna y estructural en el sistema polímero-acido. Esta característica, hace que el sistema PVDF/H3PO2 sea propuesto como electrolito solido en celdas de combustible.

Abstract Polyvinyl Difluoride and Hypophosphorous Acid (PVDF/H3PO2) membranes were prepared with different concentrations of acid. The differential scanning calorimetry (DSC) results showed a typical step of the glass transition around 250 K. Two endothermic anomalies were observed: one closed to 357.6 K due to the evaporation of water, and another closed to 422 K attributed to the melting of the crystalline phase of PVDF. The mass spectrometry (MS) coupled with thermogravimetry analysis (TGA) reveal the possible presence of (C2H2O) and hydrofluoric acid (HF) molecules, thereby raises the possibility that H3PO2 lost a hydrogen atom and bonded to the polymer chain of the PVDF by displacing an atom of fluorine. The presence of water molecules at different temperatures suggests the formation of superficial, internal and structural water in the polymer-acid system. This feature makes the PVDF/H3PO2 system to be proposed as solid electrolyte in fuel cells.

Abstract This study reports the synthesis of mesoporous nano-fibrillar alumina prepared by hydrolysis-precipitation route. It was done from aqueous solution of aluminum sulfate analytical reagent (AR) and compared to aluminum sulfate technical grade (TG) of low purity under similar conditions using ammonia as the precipitating agent. The phisicochemical properties of these samples were studied with the assistance of characterization techniques such as Thermogravimetric and differential thermal analysis (TG/DTGA-DTA), X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption-desorption isotherms, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, particles size and Transmission electron microscopy with energy-dispersive X-ray analysis (TEM/EDAX). The TG-DTA and XRD results show greater stability and a slightly greater crystallinity in Al2O3-TG sample than Al2O3-AR. N2 adsorption-desorption results show for both materials greatly surface area of 311 m2/g for Al2O3-TG and 272 m2/g for Al2O3-AR exhibiting characteristics of mesoporous materials. The FTIR results show a low percentage of surface OH groups for Al2O3-TG showing a lower acidity due to the low concentration of Al-OH species (AlIV). TEM measurements confirmed that fibers size ranged from 20 to 100 nm, for Al2O3-TG and 20-80 nm, and for Al2O3-AR. EDAX shows the presence of 0.33 % wt. of Mg as an impurity in Al2O3-TG. It is attributed that this amount is sufficient to generate structural defects and decrease acidity slightly. Likewise, it extended the fibrillar chain of the alumina.

Resumen Este estudio reporta la síntesis de alúmina nano-fibrilar mesoporosa preparada por vía de hidrólisis-precipitación. Se realizó a partir de una solución acuosa de reactivo analítico (AR) de sulfato de aluminio y se comparó con un sulfato de aluminio grado técnico (TG) de baja pureza bajo condiciones similares usando amoníaco como agente precipitante. Las propiedades fisicoquímicas de estas muestras se estudiaron mediante diversas técnicas de caracterización, como el análisis térmico termogravimétrico y diferencial (TG/DTGA-DTA), difracción de rayos-X (DRX), Isotermas de adsorción-desorción N2, Espectroscopía infrarroja (FTIR), tamaño de partícula y Microscopia Electrónica de Transmisión con análisis de Energía Dispersiva de rayos-X (TEM/EDAX). Los resultados de TG-DTA y XRD muestran una mayor estabilidad y una cristalinidad ligeramente mayor en la muestra de Al2O3-TG que Al2O3-AR. Los resultados de adsorción-desorción de N2 muestran que ambos materiales tienen una alta área superficial de 311 m2/g para Al2O3-TG y 272 m2/g para Al2O3-AR exhibiendo características de materiales mesoporosos. Los resultados FTIR muestran un bajo porcentaje de grupos OH superficiales para Al2O3-TG, mostrando una acidez menor debido a la baja concentración de especies Al-OH (AlIV). Las mediciones de TEM confirmaron que el tamaño de las fibras varió de 20 a 100 nm para Al2O3-TG y 20-80 nm para Al2O3-AR. El análisis EDAX muestra la presencia de 0.33% peso de Mg como impureza en Al2O3-TG. Se atribuye que esta cantidad es suficiente para generar defectos estructurales y disminuir ligeramente la acidez. Además, extendió la cadena fibrilar de la alúmina de Al2O3-TG.

ABSTRACT The composite membranes were manufactured with crosslinking poly(vinyl alcohol) on polyethersulfone porous membranes by coating process. PES membranes were exposed to air plasma for the purpose of surface modification. The coating of the support membrane was carried out by using a polymer matrix with a crosslinking agent. The physico-chemical properties have been studied by attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and contact angle measurements. Thermal stability properties and phases transition of the composite membranes were investigated by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Poly(vinyl alcohol) is water-soluble, hydrophilic and biodegradable polymer with excellent film forming properties. However, PVA must be crosslinked by modification reactions with a crosslinking agent to form a stable membrane with good mechanical properties in pervaporation. PVA was used as the dense polymer with maleic acid as a crosslinking agent. Fourier transformed infrared spectroscopy revealed the nature of the surface chemical. Contact angle measurements have been used for evaluating changes in wetting properties. The air-plasma treatment caused an effective surface modification. The mechanism responsible for the wettability improvement was the surface functionalization by insertion of polar groups. Introduction of maleic acid into the polymer chain increased the amorphous region of the membrane. The PVA is a semi-crystalline polymer exhibiting both a glass transition temperature (Tg) and a melting isotherm (Tm), as evidenced in the DSC thermogram. Thermal properties of the composite membranes were significantly enhanced. Both, the decomposition temperature and the residual weight increased when compared with dense PVA membranes. The chemically crosslinked PVA with maleic acid resulted in the formation of composite membranes with improved pervaporation properties for separation application.

RESUMEN Las membranas compuestas fueron preparadas con poli(alcohol vinílico) entrecruzado sobre membranas porosas de polietersulfona por el proceso de recubrimiento. Las membranas de PES fueron expuestas al plasma de aire con el propósito de modificar las propiedades superficiales. La capa de recubrimiento se preparó usando una matriz polimérica con un agente entrecruzamiento. Las propiedades físico-químicas se han estudiado por espectroscopía de infrarrojo con reflectancia total atenuada horizontal (FTIR / HATR) y medidas de ángulo de contacto. La estabilidad térmica y propiedades de transición de fases fueron investigadas por análisis térmico gravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). El poli(alcohol vinílico) es un polímero soluble en agua debe ser entrecruzado por reacciones de modificación con un agente de entrecruzamiento para formar una membrana estable con buenas propiedades mecánicas en pervaporación. Se utilizó PVA como polímero denso con ácido maléico como agente de entrecruzamiento. Los espectros de infrarrojo revelaron la naturaleza química de la superficie. Las medidas de ángulo de contacto evaluaron los cambios en las propiedades hidrofílicas. El tratamiento con plasma de aire causó una eficaz modificación de la superficie del soporte. El mecanismo responsable por la mejora en la mojabilidad fue la funcionalización superficial por inserción de grupos polares. La introducción de ácido maléico en la cadena del polímero aumentó la región amorfa de la membrana. El PVA es un polímero semi-cristalino que exhibe ambos una temperatura de transición vítrea (Tg) y una isoterma de fusión (Tm), como fue evidenciado en los termogramas de DSC. Se mejoraron significativamente las propiedades térmicas de las membranas compuestas, ambas, la temperatura de descomposición y el peso residual aumentaron.

RESUMEN Este trabajo muestra al lector una descripción general acerca de las técnicas del clásico análisis térmico conocido como calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), el Análisis Térmico Diferencial (ATD) y el Análisis Térmico Gravimétrico. Estas técnicas son muy usadas en la ciencia y en la tecnología de materiales (metales, aleaciones metálicas, cerámicos, vidrio, polímeros, plásticos y composite con el propósito de caracterizar a precursores, seguimiento y control de procesos, ajustes de las condiciones de operación, tratamiento térmico y verificación de los parámetros de calidad.

ABSTRACT This work shows to the reader a general description about the techniques of classic thermal analysis as known as Differential Scanning Calorimetry (DSC), Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermal Gravimetric Analysis. These techniques are very used in science and material technologies (metals, metals alloys, ceramics, glass, polymer, plastic and composites) with the purpose of characterizing precursors, following and control of process, adjustment of operation conditions, thermal treatment and verifying of quality parameters.