Síntesis y Caracterización de Espumas Flexibles de Poliuretano Obtenidas a partir de Aceite de Castor Maleinizado
Flexible Polyurethane Foam Synthesis and Characterization Obtained from Maleinizated Castor Oil
Estenoz, Diana; Rios, Luis A.; Mazo, Paula
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282009000200013
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.19, n2, p.149-154, 2009
Resumen
En este trabajo se realiza la síntesis de espumas flexibles de poliuretano empleando un diseño experimental Taguchi, utilizando aceite de castor con y sin maleinización, se estudia la cinética de la reacción de esterificación del aceite por cuantificación de los grupos ácido (ASTM D4662 - 03) y se evalúan las propiedades mecánicas de las espumas (densidad, resistencia tensil, % elongación, resiliencia y dureza. Norma NTC 2019 Icontec) obtenidas en función de las variables de síntesis (cantidad y tipo de catalizador, relación molar aceite castor (CO) - aceite maleinizado (MACO), cantidad de agua y surfactante empleado). Se realizan análisis de FTIR y SEM para las espumas. Los resultados mostraron una cinética de primer orden con respecto al anhídrido. El aceite maleinizado (MACO) incrementa la resistencia mecánica de las espumas, debido al mayor entrecruzamiento por la incorporación de grupos ácido.
Palabras clave
Poliuretano, espuma flexible, aceite castor, maleinización
Abstract
In this work, the synthesis of polyurethane flexible foam is realized with the experimental design Taguchi, using castor oil with and without maleinization. The kinetic reaction of oil esterification was monitored by estimating the number of acid groups (ASTM D4662 - 03), and the mechanical properties of the foam were studied, including density, tensile resistance, % elongation, resilience and hardness (Norm NTC 2019 Icontec). The influence of various synthesis parameters was investigated, namely amount and type of catalyst, molar ratio of castor oil (CO) - maleinizated castor oil (MACO), amount of water and surfactant used. The foams were analyzed using FTIR and scanning electron microscopy (SEM). The results showed first order kinetics with respect to the anhydride. The maleinizated castor oil (MACO) increased the mechanical resistance of the foam due to the greater interweaving by the incorporation of acid groups.
Keywords
Polyurethane, flexible foam, castor oil, maleinization
References
1. Woods, G. W. - “The ICI polyurethanes book”, John-
Wiley, Netherlands (1987).
2. Carme, M.; Babb D. & Ryan, A. - Polymer., 49, p.3279‑3287 (2008).
3. Mihail, I.; Zoran, S. & Petrovic, X. - J Polym Environ., 15, (4), p.237-243 (2007).
4. Campanella, A.; Fontanini, C. & Baltanás, M. - Chemical Engineering Journal., 144, (3), p.466-475 (2008).
5. Dinda, S.; Patwardhan, A.; Goud,V. & Pradhan, N. - Bioresource Technology., 99, (9), p.3737-3744 (2008).
6. Goud,V.; Patwardhan, A.; Dinda, S. & Pradhan, N. - Chemical Engineering Science., 62, (15), p.4065-4076 (2007).
7. Goud,V.; Patwardhan, A. & Pradhan, N. - Bioresource Technology., 97, (12), p.1365-1371 (2006).
8. Guidotti, M.; Ravasio, N.; Psaro, R.; Gianotti, E.; Coluccia, S. & Marchese, L. - Journal of Molecular Catalysis A: Chemical., 250, (1-2), p.218-225 (2006).
9. Kandanarachchi, P.; Guo, A. & Petrovic, Z. - Journal of Molecular Catalysis A: Chemical., 184, (1-2), p.65-71 (2002).
10. Tanaka, R.; Hirose, S. & Hatakeyama, H. - Bioresource Technology, 99, (9), p.3810-3816 (2008).
11. Cheirsilp, B.; Kaewthong, W. & H-Kittikun, A. - Biochemical Engineering Journal., 35, (1), p.71-80 (2007).
12. Pawongrat, R.; Xu, X. & H-Kittikun, A. - Food Chemistry., 104, (1), p.251-258 (2007).
13. Corma, A.; Bee Abd Hamid, B.; Iborra, S. & Velty, A. - Journal of Catalysis., 234, (2), p.340-347 (2005).
14. Corma, A.; Iborra, S.& Primo, J. - Journal of Catalysis., 173, (2), p.315-321 (1998).
15. Narine, S.; Kong, X.; Bouzidi, L.& Sporns, P. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.65-72 (2007).
16. Narine, S. S.; Kong, X.; Bouzidi, L. & Sporns, P. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.55-63 (2007).
17. Narine, S. S.; Yue, J. & Kong, X. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.173-179 (2007).
18. Ogunniyi, D. - “Castor oil: A vital industrial raw material”. Bioresource Technology., 97, p.1086 (2006).
19. Vilar, W. - “Química y Tecnología de Poliuretanos”. www.poliuretanos.com.br. Tercera edición. Río de Janeiro. (2002).
20. Lu, Y.; Tighzert, L.; Dole, P. & Erre, D. - Polymer., 46, p.9863 (2005).
21. Rodrigues, J. M.; Pereira, M. R.; Souzac, A. G.; Carvalhoc, M. L.; Dantas, A. A.; Dantas, T. N. C. & Fonseca, J. L. C.- Thermochimica Acta., 427, p.31 (2005).
22. Costa, R. & Duarte, M. - Progress in Organic Coatings., 51, p.6 (2004).
23. Keyur, P.; Somania, S.; Natvar, K. & Animesh, K. - International Journal of Adhesion & Adhesives., 23, p.269 (2003).
24. Siddaramaiah, P. & Mallua, A. - Polymer Degradation and Stability., 63, p.305 (1999).
25. Ajithkumar, S.; Kansara, S. & Patel, N.K. - Eur. Polym. J., 34, (9), p.1273 (1998).
26. Mazo, P.C.; Franco, A.; Cardeño, F.; Ríos, L. & Echeverri, D. “Síntesis y caracterización de espumas de poliuretano utilizando aceites vegetales”, XIV Congreso Colombiano de Química, Armenia-Quíndio, (2006).
27. Bertz, S.; Miksza, F. & Zucker, E. “High purity adduct of castor oil and maleic anhydride”. United States Patent., 6, (225), p.485, (2001).
28. Hong, J.; Wang, M.; Ming, Q.; Jing H.; Hui W. & Tibor, C. -Biomacromolecules., 9, p.615 (2008).
29. Gutierrez, H. & Salazar, R. “Análisis y diseño de experimentos”, Mc Graw Hill, México (2004).
30. “Plásticos. Espumas flexibles de poliuretano”. Norma Técnica Colombiana. NTC 2019, ICONTEC (2005).
2. Carme, M.; Babb D. & Ryan, A. - Polymer., 49, p.3279‑3287 (2008).
3. Mihail, I.; Zoran, S. & Petrovic, X. - J Polym Environ., 15, (4), p.237-243 (2007).
4. Campanella, A.; Fontanini, C. & Baltanás, M. - Chemical Engineering Journal., 144, (3), p.466-475 (2008).
5. Dinda, S.; Patwardhan, A.; Goud,V. & Pradhan, N. - Bioresource Technology., 99, (9), p.3737-3744 (2008).
6. Goud,V.; Patwardhan, A.; Dinda, S. & Pradhan, N. - Chemical Engineering Science., 62, (15), p.4065-4076 (2007).
7. Goud,V.; Patwardhan, A. & Pradhan, N. - Bioresource Technology., 97, (12), p.1365-1371 (2006).
8. Guidotti, M.; Ravasio, N.; Psaro, R.; Gianotti, E.; Coluccia, S. & Marchese, L. - Journal of Molecular Catalysis A: Chemical., 250, (1-2), p.218-225 (2006).
9. Kandanarachchi, P.; Guo, A. & Petrovic, Z. - Journal of Molecular Catalysis A: Chemical., 184, (1-2), p.65-71 (2002).
10. Tanaka, R.; Hirose, S. & Hatakeyama, H. - Bioresource Technology, 99, (9), p.3810-3816 (2008).
11. Cheirsilp, B.; Kaewthong, W. & H-Kittikun, A. - Biochemical Engineering Journal., 35, (1), p.71-80 (2007).
12. Pawongrat, R.; Xu, X. & H-Kittikun, A. - Food Chemistry., 104, (1), p.251-258 (2007).
13. Corma, A.; Bee Abd Hamid, B.; Iborra, S. & Velty, A. - Journal of Catalysis., 234, (2), p.340-347 (2005).
14. Corma, A.; Iborra, S.& Primo, J. - Journal of Catalysis., 173, (2), p.315-321 (1998).
15. Narine, S.; Kong, X.; Bouzidi, L.& Sporns, P. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.65-72 (2007).
16. Narine, S. S.; Kong, X.; Bouzidi, L. & Sporns, P. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.55-63 (2007).
17. Narine, S. S.; Yue, J. & Kong, X. - J. Am. Oil Chem. Soc., 84, p.173-179 (2007).
18. Ogunniyi, D. - “Castor oil: A vital industrial raw material”. Bioresource Technology., 97, p.1086 (2006).
19. Vilar, W. - “Química y Tecnología de Poliuretanos”. www.poliuretanos.com.br. Tercera edición. Río de Janeiro. (2002).
20. Lu, Y.; Tighzert, L.; Dole, P. & Erre, D. - Polymer., 46, p.9863 (2005).
21. Rodrigues, J. M.; Pereira, M. R.; Souzac, A. G.; Carvalhoc, M. L.; Dantas, A. A.; Dantas, T. N. C. & Fonseca, J. L. C.- Thermochimica Acta., 427, p.31 (2005).
22. Costa, R. & Duarte, M. - Progress in Organic Coatings., 51, p.6 (2004).
23. Keyur, P.; Somania, S.; Natvar, K. & Animesh, K. - International Journal of Adhesion & Adhesives., 23, p.269 (2003).
24. Siddaramaiah, P. & Mallua, A. - Polymer Degradation and Stability., 63, p.305 (1999).
25. Ajithkumar, S.; Kansara, S. & Patel, N.K. - Eur. Polym. J., 34, (9), p.1273 (1998).
26. Mazo, P.C.; Franco, A.; Cardeño, F.; Ríos, L. & Echeverri, D. “Síntesis y caracterización de espumas de poliuretano utilizando aceites vegetales”, XIV Congreso Colombiano de Química, Armenia-Quíndio, (2006).
27. Bertz, S.; Miksza, F. & Zucker, E. “High purity adduct of castor oil and maleic anhydride”. United States Patent., 6, (225), p.485, (2001).
28. Hong, J.; Wang, M.; Ming, Q.; Jing H.; Hui W. & Tibor, C. -Biomacromolecules., 9, p.615 (2008).
29. Gutierrez, H. & Salazar, R. “Análisis y diseño de experimentos”, Mc Graw Hill, México (2004).
30. “Plásticos. Espumas flexibles de poliuretano”. Norma Técnica Colombiana. NTC 2019, ICONTEC (2005).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email