Elastómeros de poliuretano a partir de aceite de higuerilla y almidón de yuca modificado químicamente: síntesis y propiedades fisicoquímicas, fisicomecánicas y térmicas

Polyurethane elastomers from castor oil and chemically modified cassava starch: synthesis and physicochemical, physical-mechanical and thermal properties

Se prepararon elastómeros de poliuretano (PU) a partir de suspensiones obtenidas de la mezcla de aceite de higuerilla con almidón de yuca modificado por reacción de acilación con anhídrido propiónico (AMP). El contenido de AMP en las suspensiones aceite-AMP fue de 0, 3, 5 y 10% con relación masa AMP/volumen de suspensión. Las suspensiones aceite-AMP se denominaron S0, S3, S5 y S10. Las suspensiones se caracterizaron con pruebas de espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), gravedad específica, viscosidad e índice de hidroxilo. Se definió una relación molar entre los grupos funcionales diisocianato/grupo hidroxilo NCO/OH=1 para los PU obtenidos denominados PU0, PU3, PU5 y PU10. Los PU se caracterizaron con respecto a sus propiedades fisicomecánicas, térmicas y fisicoquímicas. Se analizó el efecto de la modificación de la estructura de almidón de yuca sobre la adhesión interfacial entre el AMP y PU.

INTRODUCCIÓN

La síntesis de elastómeros de PU y el estudio de sus propiedades ha recibido notable atención. Recientes desarrollos de mezclas de polímeros con almidón modificado y sin modificar muestran que las propiedades de los PU cambian debido a la incorporación de esta molécula en la matriz de PU. Desai et al. (2000), utilizaron el almidón como agente entrecruzante en elastómeros de PU. El principal problema que hallaron al adicionar almidón al PU fue el carácter hidrofílico de la molécula en contraste con el carácter hidrofóbico de la estructura de PU. Este contraste produce una baja adhesión interfacial entre los gránulos de almidón y la matriz de PU. Santayanon et al. (2003), incorporaron almidón de yuca modificado por reacción de acilación con anhídrido propiónico a un sistema de PU previamente sintetizado. Este estudio reveló que la molécula de almidón modificado tuvo mayor afinidad con la estructura de PU de  carácter  hidrofóbico,  debido  a  que al modificar el almidón los grupos hidroxilo de carácter hidrofílico presentes cambiaron a grupos éster de carácter hidrofóbico.

El Grupo de Investigación en Polímeros perteneciente a la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander ha desarrollado una serie de trabajos basados en la síntesis y caracterización de elastómeros de PU a partir de recursos renovables. Dentro de estos trabajos se encuentra la utilización del aceite de higuerilla y almidón de yuca para la obtención de elastómeros de PU y estudios que involucran la modificación del almidón por glucosilación. Se encontró que las propiedades mecánicas de estos materiales a partir de la modificación del almidón por glucosilación son mayores que las de los PU obtenidos a partir de almidón de yuca sin modificar. Este resultado se debe a que al modificar el almidón aumentan los grupos hidroxilos los cuales pueden reaccionar con el diisocianato, por lo que se obtiene un PU con una mayor densidad de entrecruzamiento.