Optimización de una metodología para modificar a nivel nanomolecular las propiedades de las arcillas tipo montmorillonita

Abstract

El objetivo de este trabajo de investigación es optimizar la metodología para la obtención de nanoarcillas a partir de arcillas locales del tipo montmorillonita, de tal manera que se tengan que emplear menos recursos, para que a futuro se puedan desarrollar a nivel industrial. La metodología para la obtención de las nanoarcillas que se utilizó en esta investigación fue la misma que la utilizada en la tesis titulada “Modificación a Nivel Nanomolecular de las Propiedades de las Arcillas Pertenecientes al Grupo Ancón de la Península de Santa Elena (PSE)” desarrollada en el 2006. El material con el que se trabajó en esta tesis fueron las arcillas pertenecientes a la formación Tosagua de la Península de Santa Elena. A estas arcillas se les realizó los trabajos preliminares de, limpieza de impurezas, eliminación de materia orgánica y carbonatos, obtención de la fracción arcilla y el intercambio catiónico del catión sodio con el catión calcio para obtener arcilla sódica, antes de emplearlas para la obtención de las nanoarcillas. Las variables estudiadas que se definieron según la bibliografía revisada fueron, la cantidad de agua/etanol utilizada para disgregar la arcilla, el tiempo de mezclado entre la solución de arcilla y la solución de sal de alquilomonio y, la cantidad de sal de alquilomonio. La variable de salida que se utilizó fue el espacio intercapas de la nanoarcilla, medido por difracción de rayos-x. Se utilizó un diseño factorial completo de 2 niveles con tres factores para poder determinar la respuesta media, todos los efectos principales y todos los efectos secundarios que influyen en la variable de salida. Según los resultados de la experimentación, se pudo concluir que la única variable que influye significativamente en el incremento del espacio intercapas de la nanoarcilla es la cantidad de sal de alquilomonio. Se realizó una segunda etapa experimental y se preparó otras nanoarcillas manteniendo fijas las variables tiempo de mezclado y cantidad de agua/etanol en los niveles más bajos, utilizados en el estudio del diseño factorial, en cambio la cantidad de sal de alquilomonio se la varío en 2.5 g, 5 g, 7.5 g y 10 g, obteniendo como resultado que a 10 gramos se obtiene el mayor espacio intercapas. La metodología para la preparación de nanoarcillas fue optimizada, quedando definidos los siguientes niveles para las variables estudiadas,cantidad de agua/etanol: 500 ml., tiempo de mezclado: 5 horas y cantidad de sal de alquilomonio: 10 gramos. El espacio intercapas de la nanoarcilla obtenido con esta metodología fue de 34,1 Å.