Síntesis de espumas rígidas de poliuretano obtenidas a partir de aceite de ricino y poliglicerol mediante calentamiento por microondas

Synthesis of Rigid Polyurethane Foams Obtained from Castor Oil and Polyglycerol Using Microwave Heating

En este trabajo se realizó la síntesis de espumas rígidas de poliuretano utilizando un macropoliol sintetizado a partir de aceite de castor y poliglicerol, se optimizó mediante un análisis de superficie de respuesta, empleando un diseño factorial 32, los factores evaluados fueron: cantidad de agua y de ácido tartárico, el cual actúa como agente entrecruzante y catalizador; se evalúaron las propiedades mecánicas de las espumas como: densidad aparente (ASTM D1622-08), resistencia a la compresión (ASTM D1621), conductividad térmica (ASTM C177-04) y friabilidad (ASTM C421-8); se realizó Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) y Análisis de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). El macropoliol fue obtenido desde fuentes renovables, mediante la transesterificación de Aceite de Castor (CO) ó Aceite de Castor Maleinizado (MACO) con Poliglicerol (PG). Se evalúo el efecto de las microondas en las reacciones, donde se encuentra una disminución del tiempo; el seguimiento y la caracterización de los productos intermedios se realiza mediante la cuantificación de valor ácido por titulación (ASTM D4662-03) y número de hidroxilos (ASTM D4274-05).

INTRODUCCIÓN

Debido al constante desarrollo industrial, se ha generado un creciente interés por fuentes alternas que provean materias primas técnicamente viables y ambientalmente sostenibles para ser empleadas en los diferentes procesos tecnológicos[1,2]. Una alternativa importante podría ser la generación de nuevos materiales y compuestos poliméricos, tal como el poliuretano que es muy versátil, de excelentes propiedades mecánicas y químicas, y se puede emplear en su síntesis monómeros derivados de fuentes renovables[3].

Los poliuretanos (PU) fueron descubiertos por Otto Bayer en 1937, pero solo a partir de 1946 después de la segunda guerra mundial se presentó un crecimiento enorme de estos compuestos debido a la gran demanda. Se han desarrollado un gran número de aplicaciones en diversos segmentos de mercado, por ejemplo, las espumas flexibles se usan en la producción de colchones, tapizados y asientos para la industria automotriz; las espumas rígidas se usan principalmente como aislantes térmicos en equipos de refrigeración, camiones frigoríficos y como material estructural para la industria de la construcción. Además se tienen los poliuretanos sólidos usados como elastómeros, tintas y/o revestimientos, adhesivos y/o pegantes, fibras, sellantes, impermeabilizantes, etc[4,5]. Las espumas rígidas de PU representan el segundo mayor mercado de los PU a nivel mundial, después de las espumas flexibles[5]. Son formuladas generalmente a partir de dos componentes. Uno de ellos es el isocianato (normalmente el MDI Polimérico) y el otro un macropoliol, además de los aditivos como: surfactantes, retardantes de llama, catalizadores y agentes de expansión como compuestos halocarbonados[6].