Thermal Stability of Soy-based Polyurethanes

Estabilidad térmica de los poliuretanos a base de soja

Se prepararon nuevos tipos de poliuretanos haciendo reaccionar diisocianatos y polioles de soja formiados con diferentes funcionalidades OH. Las propiedades térmicas y la cinética de degradación se investigaron mediante TGA. Todos los PU preparados mostraron al menos dos etapas de pérdida de peso, la primera, en torno a los 210°C. La estabilidad térmica de estos PU depende en gran medida de los grupos uretano por unidad de volumen y se observó un aumento de la pérdida de peso como resultado del aumento de la cantidad de grupos uretano. El comportamiento cinético de la degradación de los poliuretanos a base de soja se investigó según el método Flynn. Se obtuvieron diferentes valores medios de energía de activación a partir de curvas isotérmicas e isoconversionales, 140,6 KJ/mol y 62,8 KJ/mol, respectivamente, lo que indica la complejidad del proceso de degradación de los PUs.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el uso de recursos renovables ha atraído mucha atención por su gran potencial para sustituir a los derivados petroquímicos[1-3]. El aceite de soja es un recurso renovable barato y fácilmente disponible, formado por triglicéridos de ácidos grasos, y proporciona una excelente plataforma para obtener valiosos materiales poliméricos [4]. El conocimiento de las propiedades de estos biomateriales es esencial para el éxito de las aplicaciones.

Los poliuretanos preparados a partir de aceites vegetales presentan excelentes propiedades debido a la naturaleza hidrofóbica de los triglicéridos [5]. Por otro lado, estos materiales tienen una estabilidad térmica relativamente baja, debido principalmente a la presencia de enlaces de uretano. La disociación del enlace uretano se produce entre 150 y 220 °C, dependiendo del tipo de sustituyentes, en el lado del isocianato y del poliol[6]. Se sabe que los hidrocarburos saturados tienen una resistencia térmica y termooxidativa en comparación con los polioles de poliéter y poliéster derivados de productos petroquímicos.

La estabilidad térmica de los poliuretanos basados en polioles de soja dependerá de la funcionalidad del poliol, es decir, del número de grupos uretano por unidad de volumen, así como de las diferencias estructurales. Javni y colaboradores [5] realizaron un estudio sobre la estabilidad térmica de los poliuretanos basados en polioles vegetales como maíz, cártamo, girasol, cacahuete, oliva, soja, canola y ricino. En su estudio, los polioles se obtuvieron mediante una reacción en dos etapas.