Improvement in the dispersion of TiO2 particles inside Chitosan-Methyl cellulose films by the use of silane coupling agent

Abstract

Abstract. This work is focused on obtaining composite films based on biopolymer of chitosan and on TiO2 superficially modified through a silanization method, using (3-aminopropyl)-trimethoxysilane (APTMS). This method helped solve specific problems of titanium dioxide, such as the formation of agglomerates, since modified films have a better dispersion. The inclusion of particles in the biopolymer films helped to improve color properties, obtaining luminescence results up to 20% higher than the unmodified particles, which indicates a better dispersion of particles. In addition, there were improvements in the electrostatic repulsion, studied as Z potential, with values of 10 mV for TiO2 and 27 mV for S-TiO2. Finally, better results were obtained in the mechanical properties of the silanized particles, with an improvement of around 28% in low percentages, rising the percentage by increasing S-TiO2.
 Resumen. Este trabajo está enfocado en obtener películas compuestas basadas en el biopopolímero quitosan y en TiO2 modificado superficialmente mediante un método de silanización, utilizando (3-aminopropil) trimetoxisilano (APTMS). Este método ayudó a resolver problemas particulares del dióxido de titanio, como lo son la formación de aglomerados, ya que las películas modificadas tienen una mejor dispersión. La inclusión de partículas en las películas de biopolímeros ayudó a mejorar las propiedades de color, obteniendo resultados de luminiscencia hasta en un 20% mayor que las partículas no modificadas, lo cual es indicador de una mejor dispersión de partículas. También se tuvieron mejoras en la repulsión electrostática, estudiada como potencial Z, con valores desde 10 mV para TiO2 a 27 mV para S-TiO2. Finalmente, también se tuvieron mejores resultados en las propiedades mecánicas de las partículas silanizadas, con una mejora de alrededor del 28% a bajos porcentajes, incrementando valores al aumentar el porcentaje de S-TiO2.