Nuevos materiales de construccion superhidrofugantes

Resumen

Una superficie es considerada superhidrófoba cuando presenta una alta hidrofobia y repelencia al agua. Las superficies superhidrofugantes poseen gran potencial de aplicación en el campo de los materiales de construcción porque evitan los procesos de deterioro relacionados con el agua y su efecto repelente les confiere propiedades auto-limpiantes. Sin embargo, su aplicación en este campo es muy limitada porque sus rutas de síntesis implican procesos tediosos y con múltiples etapas que impiden su utilización en grandes superficies y en condiciones de exterior, como en las fachadas de edificios. En esta Tesis Doctoral se desarrollan dos rutas de síntesis simples y de bajo coste capaces de producir: (1) Materiales de construcción superhidrofugantes, por aplicación de un recubrimiento que contiene nanopartículas de SiO2 integradas en un gel de sílice híbrido orgánico-inorgánico. (2) Materiales de construcción anfifóbicos (oleo- y superhidrofugantes) por aplicación de un recubrimiento, que contiene nanopartículas de SiO2 en una matriz de sílice, funcionalizado con un fluoroalcoxisilano. El comportamiento superhidrofugante se consigue por el efecto sinérgico entre un componente que reduce la energía superficial (orgánico o fluorado) y nanopartículas de SiO2 que inducen una rugosidad constituida por un empaquetamiento denso de partículas, en el cual el aire es atrapado, promoviendo un régimen de mojabilidad tipo Cassie-Baxter. La presencia de grupos Si-OH con elevada reactividad en los sustratos y en los recubrimientos desarrollados promueve reacciones de condensación entre ambas especies, que proporcionan durabilidad y resistencia mecánica a los tratamientos desarrollados. Finalmente, se propone un mecanismo de formación de la matriz de sílice que contienen los recubrimientos desarrollados en esta Tesis Doctoral. Este mecanismo se basa en la formación de micelas inversas del tensioactivo, incluido en el sol de partida, que actúan como nano-reactores durante el proceso de gelificación de la matriz de sílice.