El presente proyecto es una lógica continuación del desarrollo e investigación de nuevos polímeros obtenidos en el Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM. El proyecto está dirigido a la creación de nuevos polímeros termo-modificables (TM) para su aplicación como membranas en procesos de separación de gases. Recientemente se ha encontrado que la termo-modificación de polimidas con grupos hidroxilo en su estructura resulta en polímeros con buenas propiedades de membrana, es decir una combinación de alta permeación y selectividad [1-6]. Sin embargo, las altas temperaturas de proceso (cca. 350-450°C) no permiten el control preciso de la transformación, ni la determinación morfológica y estructural, ni el futuro progreso en esta área de investigación y desarrollo. La idea del proyecto es preparar y utilizar el termo-tratamiento en polímeros aromáticos resistentes a altas temperaturas con grupos alifáticos laterales. En este caso, la degradación de los grupos laterales (que resulta en un incremento del espacio libre) procederá a una temperatura más baja que la de degradación de los fragmentos aromáticos de la cadena principal. Como resultado, la morfología de las películas termo-modificadas estará bien controlada. La evaluación de las propiedades de membrana seguida de la optimización del proceso de termo-modificación permitirá obtener membranas poliméricas de alta eficiencia en procesos de separación. Los polímeros representan el elemento clave del proyecto, los cuales deben poseer altos pesos moleculares, altas temperaturas de transición vítrea (Tg) y descomposición para formar películas fuertes y elásticas mediante "casting" de las soluciones de polímero. Además, los polímeros deben ser químicamente modificados de manera fácil para formar los grupos alquílicos degradables a una temperatura cca. 200°C. Actualmente no existen polímeros comerciales que cumplan con estos criterios. Los nuevos polímeros obtenidos en el IIM-UNAM del tipo de poli(arilenoxindoles) serán utilizados en el proyecto para la reacción de modificación química seguida por la termo-modificación. Para este estudio se han elegido tres polímeros con grupos laterales oxindol. Todos estos polímeros poseen altas temperaturas de descomposición (480°C) y Tg por arriba de la temperatura de descomposición. El polímero (6) será utilizado para la optimización de las condiciones de reacción de la modificación química mediante la reacción con bromuros de alquilo (di tretbutilacetato, (di-tretbutilcarbonato)) y formaldehido. Se puede controlar el volumen libre en el polímero TM mediante el uso de grupos laterales de distintos tamaño. El polímero (6) químicamente modificado con fragmentos alquílicos degradables térmicamente será sometido al tratamiento térmico para la formación de membranas porosas. La investigación de la morfología y porosidad de las membranas, seguido de la evaluación de sus propiedades revelará la correlación entre la morfología del polímero TM y las características de la membrana. La metodología y los datos obtenidos con el polímero (6) se aplicarán a los otros polímeros. Un total de 9 polímeros químicamente modificados serán sujetos al termo-tratamiento y estudio de membranas De este modo, el análisis sistemático de los resultados para de la termo-modificación de un conjunto de polímeros con distintas estructuras y diferentes grupos laterales termo-degradables, seguido de su aplicación y caracterización como membranas, revelará las estructuras poliméricas más eficientes y los parámetros óptimos para el diseño inteligente de membranas.

• La principal contribución del presente proyecto será la obtención de nuevos materiales poliméricos termo-modificados (TM) para su aplicación como membranas en sistemas de separación de gases. Este tipo de polímeros no ha sido reportado hasta el momento. • El desarrollo de métodos cuantitativos de modificación química, mediante un estudio detallado del efecto que tienen las condiciones de reacción en la modificación química (disolvente, concentración del polímero, cantidad de agente alquilante, temperatura de reacción y tiempo de reacción). Los datos obtenidos serán usados para la optimización del método de preparación de polímeros con fragmentos arileno en cadena principal y con grupos térmicamente degradables en cadena lateral. • La investigación del comportamiento térmico (transformación) permitirá determinar los intervalos de procesamiento de los polímeros con grupos laterales térmicamente degradables. • El tratamiento térmico de los polímeros químicamente modificados (en forma de películas) seguida del análisis de morfología y superficie de los polímeros TM ofrece un método para obtener polímeros TM de porosidad modulable y homogénea. • Finalmente, mediante un análisis comparativo de la correlación entre la estructura morfológica de los polímeros TM y sus propiedades como membranas se podrá generar una familia de nuevos materiales con estructura bien definida para su aplicación eficiente en sistemas de separación de gases por membrana polimérica. • Este trabajo representa una lógica continuación de los estudios en desarrollo de nuevos métodos de síntesis de polímeros catalizados con superácidos, estudio iniciado hace algunos años en el Instituto de Investigaciones de Materiales, UNAM. Este trabajo continúa creciendo con éxito al explorar más y nuevas áreas tanto dentro del campo académico y de investigación como en el de la posible aplicación tecnológica de los materiales obtenidos. • Es muy importante recalcar que las rutas sintéticas involucradas en el proyecto son novedosas; emplean materias primas baratas y fácilmente disponibles, que se efectuarán utilizando equipo de uso común en el laboratorio. • La realización de este Proyecto, permitirá a diferentes estudiantes realizar su trabajo de tesis. Se espera que en esta fase del proyecto se ofrezcan dos tesis maestría y tres de doctorado.