Poliuretano urea termoplástico modificado con ricinoleato de etilenglicol

Thermoplastic urea thermoplastic polyurethane modified with ethylene glycol ricinoleate

En este trabajo, se llevó a cabo la síntesis de un copolímero de poliuretano urea (PUU) y un poliuretano urea modificado con un 5% molar de ricinoleato de etilenglicol (PUU5R). El ricinoleato de etilenglicol (REG) fue sintetizado y caracterizado previamente, y luego se introdujo en la primera etapa de la reacción para la síntesis del PUU5R. El producto modificado (PUU5R) fue caracterizado utilizando diversas técnicas analíticas. Mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), se identificaron modos característicos para el PUU y el PUU5R. Se observaron modificaciones significativas en los modos vibracionales –CO localizados en 1630 y 3440 cm^–1, que indican un aumento en los puentes de hidrógeno del grupo urea y una reducción en el grupo uretano del producto modificado. Además, mediante resonancia magnética nuclear (RMN), se detectó el protón del –CH de la insaturación del ricinoleato a 5,4 ppm en el PUU5R, lo que confirmó su incorporación en el polímero. En los ensayos térmicos por calorimetría de barrido diferencial (DSC), se estableció una reducción en la cristalización fría y un aumento en la temperatura de transición vítrea (Tg) del producto debido al cambio estructural ocasionado por el grupo colgante del ricinoleato. Sin embargo, en los termogramas de análisis termogravimétrico (TGA) no se observaron cambios significativos en la estabilidad térmica del polímero. Además, las pruebas mecánicas de tracción para el producto modificado PUU5R mostraron un incremento en el módulo y una reducción en la elongación, lo que indica una mejora en la rigidez y una disminución en la flexibilidad del material debido a la modificación con el ricinoleato de etilenglicol.

INTRODUCCIÓN

Los poliuretanos-urea (PUU) han existido desde antes de la segunda guerra mundial con gran número de aplicaciones a nivel comercial, que van desde la producción de fibras hasta los recubrimientos y adhesivos 1,2,3. Además, estos polímeros son utilizados en aplicaciones biomédicas en dispositivos de ayuda ventricular en cirugías cardiacas o de corazones artificiales 2. Los PUU son copolímeros en bloque del tipo (AB)n que constan de segmentos rígidos (HS) y flexibles (SS), los cuales pueden ser formulados para cubrir propiedades en el rango de los polímeros de ingeniería y los elastómeros. Estos materiales se caracterizan por sus propiedades mecánicas, tales como resistencia elevada a la abrasión, dureza, resistencia a la tracción, al impacto, flexibilidad y elasticidad 3.

Pero la popularidad de los polímeros bio-basados ha aumentado a medida que la industria química busca fuentes ambientalmente sostenibles para remplazar gradualmente los monómeros basados en fuentes no renovables 4. Uno de los compuestos de mayor interés es el aceite de ricino, el cual proviene de una planta de fácil cultivo en regiones tropicales y subtropicales (5, se utiliza para la obtención de biocombustibles y cosméticos, y no vulnera la seguridad alimentaria por no ser comestible.