UV and Gamma Irradiation Effects on Surface Properties of Polyurethane Derivate from Castor Oil

Efectos de la irradiación UV y gamma en las propiedades superficiales del poliuretano derivado del aceite de ricino

Se investigaron los efectos de la radiación gamma y ultravioleta sobre la dureza, el módulo elástico y las propiedades viscoelásticas del poliuretano derivado del aceite de ricino (PU) mediante ensayos de nanoindentación. Las modificaciones en la morfología de la superficie, inducidas por la radiación, se observaron mediante microscopía de fuerza atómica. El poliuretano derivado del aceite de ricino muestra una buena resistencia a la radiación gamma, con sólo pequeños cambios en la dureza, el módulo elástico, las propiedades viscoelásticas y el ángulo de contacto. La dureza del PU aumenta en la región cercana a la superficie debido a la radiación UVA y disminuye tras la radiación UVC. El ángulo de contacto para la gota de agua disminuye tras la radiación UVC, pero no tras la radiación gamma, a pesar de un aumento significativo de la rugosidad. 

Estos resultados se atribuyen a las diferentes respuestas del poliuretano a la energía de radiación y. El aumento de la dureza debido a la radiación UVA se atribuye a una mayor reticulación a poca profundidad, mientras que la disminución de las propiedades mecánicas puede atribuirse a la escisión de la cadena. Estos resultados concuerdan con las modificaciones de las propiedades viscoelásticas. La dureza Shore D no mostró la misma tendencia que la observada por los resultados de nanoindentación. La dureza, las propiedades viscoelásticas y el ángulo de contacto del poliuretano de ricino se ven más gravemente influidos por la radiación UVC, mientras que la radiación gamma no tiene un efecto significativo.

INTRODUCCIÓN

La espuma de poliuretano (PU) de aceite de ricino ha ganado protagonismo en la comunidad científica debido a su versatilidad en el desarrollo de materiales con diferentes propiedades mecánicas, físicas y químicas. Además de esta versatilidad, los poliuretanos derivados del aceite de ricino son de materia prima renovable que no utiliza compuestos orgánicos valiosos en la composición. Este poliuretano también tiene características biodegradables en presencia de microorganismos que degradan las grasas. Estos aspectos lo convierten en un material respetuoso con el medio ambiente[1]. La estructura presente en este poliuretano también demuestra ser biocompatible con el cuerpo humano, favoreciendo su uso en el campo médico[2,3].

Los polímeros derivados de materia prima renovable y que no utilizan compuestos orgánicos valiosos en la composición son una preocupación actual, así como los polímeros que son biodegradables, lo que genera menos residuos. El polímero derivado del aceite de ricino cumple estos objetivos[3]. El Grupo de Química Analítica y Tecnología de Polímeros de la USP-São Carlos ha desarrollado un tipo diferente de poliuretano, fabricado a partir del aceite de ricino, que es una materia prima renovable y de origen natural.