Caracterización cualitativa de poliaminas libres en endurecedores de epóxido de etilenaminas mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear

Qualitative Characterization of Free Polyamines in Ethyleneamines Epoxide Hardeners by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

La caracterización cualitativa de dos endurecedores comerciales de epóxido de etilneaminas comercializados por ACROS (EE.UU.) se llevó a cabo mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de carbono-13. Los productos fueron trietilentetramina (TETA) y tetraetilentepentamina (TEPA). Los productos eran trietilentetramina (TETA) y tetraetilentepentamina (TEPA). La TETA tenía cuatro componentes, siendo el más importante la trietilentetramina, una etilenamina de estructura lineal, en una concentración del 60 mol%. Otro componente tenía estructura ramificada, mientras que los otros dos presentaban estructuras recurrentes de tipo piperazina. El TEPA tenía cinco componentes con estructuras similares. El componente principal era la tetraetilenpentamina en una concentración aproximada del 55 mol%. Estos resultados concuerdan con la composición de productos similares comercializados por Dow Chemical Company, a saber, DEH 24 y DEH 26, respectivamente.

INTRODUCCIÓN

Una familia de compuestos químicos comúnmente utilizados como endurecedores o agentes de curado para el procesamiento de las resinas epoxídicas son las llamadas indistintamente polietilen-poliaminas o etilenaminas. Las etilenaminas utilizadas como agentes de curado de las resinas epoxídicas son endurecedores del tipo amina alifática, y su acción como endurecedor consiste en el proceso de transformación de las moléculas monoméricas de la resina y del agente de curado en un material termofijo a través de reacciones de polimerización, comúnmente conocidas como reacción de reticulación o de curado. La polimerización de las resinas epoxídicas utilizando polietilen-poliaminas como co-monómeros está caracterizada por sucesivas reacciones de adición de los átomos de hidrógenos activos del tipo amina primaria y secundaria presentes en la polietilen-poliamina, a los grupos epoxídicos de la resina. 

De esta manera, se forman bloques de unión que contienen estos dos compuestos, formando así una red con estructura tridimensional debido a la naturaleza polifuncional de los monómeros. En este caso, la red formada se denomina del tipo epoxi-poliamina, o de manera más generalizada, del tipo epoxi-amina. En la reacción se utilizan relaciones estequiométricas, o casi estequiométricas, entre los grupos funcionales, es decir, entre los átomos de hidrógenos activos del tipo amina y los grupos epoxídicos, y no se necesita la adición de catalizadores para que la reacción ocurra a la temperatura ambiente.