The energy consumption generated by residential and commercial buildings increased exponentially. Thus, the energy efficiency (EE) in buildings became a primordial objective in national and international levels. Due to this, the design polymer materials and composites were stand out, because increased EE in buildings. However, these materials haven´t reached their maximum, since they still lack of physical, chemical and quantum understanding of their structure. Consequently, in this contribution were shows theoretical-experimental analysis of PMMA oligomers (poly (methyl methacrylate)) and those associations with metal oxides. The theoretical-experimental analysis allowed understanding the experimental behavior through material quantum chemistry. The theoretical analysis was carry out by molecular simulation using molecular mechanics (MM), molecular dynamics (DM) and density functional theory (DFT). In the experimental section, polymer matrices were synthesized by anionic polymerization of methyl methacrylate (MMA) using as n-butyl lithium as initiator (ARBuLi), besides Fe3O4 nanoparticles were used as filling in these matrices. The theoretical results showed that ARBuLi was affected by chemical impediments in the solvation of the lithium ion (Li+) formed by Van der Waals forces between Li+, C-O-C and C=O groups. Additionally, it was determined that the reactivity of the PMMA oligomer chains with reactive sites (PMMALi+) increased. Also through MM and DM were determined the energy associations (Ebinding) in the interface of PMMALi+/ Fe3O4 and PMMALi+/TiO2 systems. The results showed that PMMALi+ had a better affinity with the magnetite surfaces (Fe3O4). The materials were analyzed through Raman, ATR-FTIR, XRD, TGA and photoluminescence (FL), the characterization results were in agree with the theoretical results.
El consumo energético generado por edificios residenciales y comerciales aumento de manera exponencial. Así, la eficiencia energética (EE) en edificaciones se convirtió en objetivo primordial a nivel nacional e internacional. Debido a esto, los materiales poliméricos de diseño y compuestos sobresalieron debido a que incrementaron la EE en edificaciones. Sin embargo, estos materiales no han alcanzado su máximo, ya que aún se carece de un profundo entendimiento físico, químico y cuántico en su estructura. Por consecuencia, en esta contribución se presentó un análisis teórico-experimental de oligómeros de PMMA (poli(metacrilato de metilo)) y estos asociados con óxidos metálicos. El análisis teórico-experimental permitió entender el comportamiento experimental mediante la química cuántica del material. El análisis teórico se realizó mediante simulación molecular empleando mecánica molecular (MM), dinámica molecular (DM) y teoría del funcional de la densidad (DFT). En la sección experimental, se sintetizaron matrices poliméricas mediante polimerización aniónica de metacrilato de metilo (MMA) empleando como iniciador n-butil litio (ARBuLi), como refuerzo en estas matrices se utilizaron nanopartículas de Fe3O4. Los resultados teóricos exhibieron que ARBuLi es afectada por impedimentos en la solvatación del ion litio (Li+), debido a las fuerzas de Van der Waals formadas por el Li+ y los grupos C-O-C y C=O de PMMA. Además, se determinó que la reactividad las cadenas oligómericas de PMMA con centros reactivos (PMMALi+) incremento en función del peso molecular. Mediante MM y DM se determinaron las energías de asociación (Ebinding) en la interface de los sistemas PMMALi+/Fe3O4 y PMMALi+/TiO2, estas exhibieron que PMMALi+ presenta mejor afinidad con la superficie de magnetita (Fe3O4). Los materiales sintetizados fueron analizados mediante Raman, espectroscopia infrarrojo (ATR-FTIR), difracción de rayos X (DRX), análisis termo gravimétrico (TGA) y fotoluminiscencia (FL), la caracterización corroboro los resultados teóricos.
