Síntesis y caracterización de poliuretanos a partir de poliol-suspensiones aceite de higuerilla y almidón de yuca

Synthesis and characterization of polyurethanes from polyol-suspensions fig oil and cassava starch

Se sintetizaron materiales poliméricos, poliuretanos y sus respectivos IPNs poliuretano/poliestireno (PU/PS), a partir de polioies-suspensiones aceite de higuerilla-almidón de yuca, y metilen difenil diisocianato (MDi). La novedad se presentó en que los materiales fueron obtenidos de polioles-suspensiones derivados de una doble modificación: 1. El aceite de higuerilla inicialmente se modificó por reacción de transesterificación con peníaeritritol. 2. A los polioles obtenidos por transesterificación, se les incorporó almidón de yuca. Estos poíioi-suspensiones fueron caracterizados en índice de hidroxílo, viscosidad y gravedad especifica. Los materiales poliméricos obtenidos se caracterizaron en sus propiedades químicas (resistencia al ataque químico), físicas (módulo, esfuerzo máximo, elongación de ruptura y dureza), térmicas y morfología. Los resultados muestran que se obtuvieron materiales, a partir de ios polioies-suspensiones, con mejores propiedades, en comparación con los materiales sintetizados a partir de las rutas de modificación independientes (reacción de transesterificación e incorporación de almidón).

INTRODUCCIÓN

El almidón ha sido considerado un material candidato para aplicaciones termoplásticas debido a su carácter biodegradable, disponibilidad y bajo costo. Recientes desarrollos de mezclas de polímeros con almidón muestran que las propiedades de estos materiales cambian debido a la incorporación del almidón. Desai y colaboradores [7], utilizaron el almidón como agente entrecruzante en elastómeros de poliuretano. Seung-Kyu [3] incorporó gránulos de almidón en un sistema de poliuretano; tanto Desai, como Seung­ Kyu encontraron que cuando el contenido de almidón aumenta, la elongación de ruptura disminuye y Ja fuerza tensil aumenta. El principal problema que encontraron estos autores al manipular el almidón es el carácter hidrofílico del almidón en contraste con el carácter hidrofóbico del poliuretano lo que genera separación entre las fases presentes. Esta segregación de fases causada por el desorden entre los segmentos en dominios diferentes es un problema que aún no se ha podido controlar.

Debido a las largas cadenas del ácido graso, el aceite de higuerilla imparte características no polares a los polímeros de uretano, dándole a éstos flexibilidad y buena resistencia al  agua. Sin embargo, una desventaja del uso del aceite de higuerilla es el bajo número de hidroxilo (aproximadamente 2,7), lo cual origina materiales con bajo módulo, baja velocidad de curado de Jos grupos hidroxilo secundarios y una estructura irregular que conlleva una baja resistencia a la tensión [5,1].

Buscando superar estas desventajas, el Grupo de Investigación en Polímeros de la UIS ha llevado a cabo estudios relacionados con la síntesis de nuevos polioles a partir del aceite de higuerilla. Dentro de las rutas evaluadas se encuentran: 1. Polioles obtenidos a partir de aceite de higuerilla modificado con pentaeritritol por transesterificación y 2. Polioles obtenidos a partir de la incorporación de almidón de yuca al aceite. Los resultados muestran que se obtienen polioles de un mayor índice de hidroxilo. Al aumentar Ja funcionalidad de un polio! (mayor cantidad de grupos hidroxilo por molécula), se modifican las propiedades físico-mecánicas y físico-químicas del poliuretano obtenidos a partir del polio!, debido a que se produce un aumento en el nivel de injerta miento y Ja densidad de entrecruzamiento del polímero.