Estudio de la reacción entre polietilenglicol y resinas epoxi utilizando N,N-dimetilbencilamina como catalizador

Study of the Reaction Between Polyethylene Glycol and Epoxy Resins Using N,N-dimethylbenzylamine as Catalyst

En este trabajo se estudió la reacción de polietilenglicol (PEG) y resina epoxi (BADGE) en presencia de N,N-dimetilbencilamina (DMBA). Los productos de reacción se evaluaron mediante espectroscopia infrarroja (FTIR), espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) y mediciones de viscosidad. Las muestras curadas con un endurecedor a base de poliaminas también se sometieron a ensayos de tracción y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los resultados de los análisis de viscosidad, FTIR y RMN (1H) confirmaron la reacción entre los grupos epoxi del DGEBA y los grupos hidroxilo del PEG en presencia de DMBA, a 100 °C. Los análisis DSC y los ensayos de tracción de los sistemas curados mostraron que la reacción del DGEBA con el PEG conduce a una reducción de la Tg, generando un material más flexible.

INTRODUCCIÓN

Entre las clases de termoestables más utilizadas industrialmente, las resinas epoxi tienen varias características interesantes, como buena adherencia y estabilidad dimensional, baja contracción durante el curado, buena resistencia mecánica y química, bajo coste y facilidad de procesamiento, y se utilizan ampliamente en adhesivos, laminados y revestimientos[1]. Sin embargo, comparadas con los termoplásticos semicristalinos, son frágiles tras el curado debido a tensiones localizadas que generan microfisuras y pueden provocar una fractura prematura bajo pequeñas deformaciones[2].

Actualmente existe una gran variedad de resinas epoxi disponibles, con diferentes propiedades dependiendo de los tipos de epoxi, agentes de curado, procedimientos de curado y formulaciones específicas. Otra propiedad importante de las resinas epoxi es su viscosidad, la cual está relacionada con la distribución molecular, la presencia de disolvente y la estructura química[3]. La resina epoxi más utilizada en diversas aplicaciones debido a su fácil procesamiento, baja contracción y buena fluidez, es el éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA), cuya estructura química se muestra en la Figura 1.

Las características de la resina epoxi pueden modificarse químicamente para aplicaciones específicas, como la generación de un material con alta tenacidad[4,5]. En este contexto, una posibilidad para aumentar la flexibilidad de estos materiales es la reacción entre la resina epoxi y el polietilenglicol (PEG). Además, hay investigaciones interesadas en estudiar el uso de nanotubos de carbono funcionalizados con PEG como refuerzos en matrices epoxi, lo cual implica entender la reacción entre los grupos epoxi y el PEG y cómo afecta las propiedades tras el curado[6,7].