Síntesis y caracterización de espumas rígidas de poliuretano obtenidas a partir de preplímeros a base de polioles provenientes de fuentes renovables

Abstract

El consumo anual de los poliuretanos ha ido en incremento, por esta razón ha existido gran interés en la búsqueda de fuentes alternativas que permitan obtener materia prima para la producción de este tipo de plástico de una manera más amigable con el ambiente y ayudando a reducir las emisiones de efecto invernadero. El objetivo del proyecto fue determinar una formulación a base de polioles provenientes de fuentes renovables para la síntesis de prepolímeros de isocianato en la obtención de espumas rígidas de poliuretano, así como establecer las condiciones idóneas de la reacción. En la primera etapa, se sintetizó 5 prepolímeros con distinta formulación de poliol, agente entrecruzante y extensor de cadena. Los prepolímeros contienen un porcentaje teórico de grupos NCO de 31% y se prepararon a una temperatura de 60 °C con el uso de un baño maría durante 2 horas de reacción. El prepolímero con mayor viscosidad tiene un valor de 1728 ± 12 cP y el de menor viscosidad 156 ± 2 cP. Posterior a una semana de curado, se caracterizó cada una de las diferentes formulaciones obteniendo una espuma con un módulo elástico en compresión de 4,3 ± 0,3 MPa y un porcentaje de recuperación de 80,5%, valores bastante similares a los obtenidos en el ensayo de una espuma comercial a base de derivados del petróleo con valores de 4,3 ± 0,1 MPa y 85,2% respectivamente. La distribución del tamaño de celda para esta formulación se acerca al tamaño del material de referencia, con un valor menor a los 200 ¿m. En el ensayo de memoria de forma de la bio-espuma con las mejores propiedades, el porcentaje obtenido de forma fijada es de 91,6% y 90,5% para el porcentaje de forma recuperada. En la última etapa experimental se evaluó el efecto de la temperatura de reacción, el contenido de NCO y el método de síntesis de los bio-prepolímeros, mediante un diseño factorial 23 con el fin de determinar las condiciones de la reacción que permiten obtener...