Caracterización de las propiedades térmicas y dinámica molecular de un poliol obtenido de fuentes renovables

Abstract

[ES] Se ha usado el Aceite de Soja (AS) para obtener un Poliol de Aceite de Soja (PAS), y se ha realizado un estudio para usarlo como materia prima de origen natural para obtener poliuretanos. El PAS se ha obtenido a partir de la modificación química de AS por epoxidación, con peróxido de hidrógeno y una posterior reacción de alcohólisis por microondas. Con la finalidad de hacer un estudio de la temperatura de transición vítrea del poliol, se ha hecho uso de la técnica de espectroscopia de relajación dieléctrica (DRS), en un rango de frecuencias de 10^(-1) hasta 10^6 Hz y un rango de temperaturas de 143K a 313K. Los resultados experimentales expresados en términos de la permitividad dieléctrica compleja revelan que la dinámica molecular se ve afectada por la polaridad del AS. La caracterización de las isotermas se ha llevado a cabo empleado el modelo empírico de Havriliak-Negami (HN). A partir de los parámetros de la relajación dieléctrica, se ha obtenido, en primer lugar, la temperatura de transición vítrea Tg= 193.37K. En segundo lugar, ha sido posible la evaluación del índice de fragilidad m=63.4, valor característico de polímeros rígidos. En tercer lugar, se ha determinado el coeficiente de volumen relativo libre ¿g/ß= 2.78x10^(-2) proporcionándonos información acerca de la distribución de las cadenas moleculares en el poliol. Por último, el coeficiente de expansión volumétrica ¿f=5.8x10^(-4) que lo definen como material flexible, es del orden de magnitud de la mayoría de los materiales de naturaleza polimérica. Todas estas características del PAS serán determinantes de las propiedades del producto final de poliuretano preparado a partir del mismo.

[EN] This work is going to study the feasibility of using soybean oil (AS) to produce a soybean oil polyol (PAS), for its use in the production of polyurethanes. PAS has been obtained from the chemical modification of AS with the transformation by epoxidation with hydrogen peroxide, and a subsequent microwave alcoholysis reaction. In order to make an study of glass transition temperature the dielectric relaxation spectroscopy (DRS) technique has been used, in a frequency range of 10^(-1) to 10^6 Hz and a temperature range of 143K to 313K. The experimental results expressed in terms of the complex dielectric permittivity reveal that molecular dynamics is affected by the polarity of the monomer AS. The characterization of the isotherms has been carried out using the empirical Havriliak-Negami (HN) model. From the dielectric relaxation parameters obtained, in the first place, the glass transition temperature Tg = 193.37K. Secondly, it has been possible to evaluate the brittleness index m = 63.4, a characteristic value of rigid polymers. Third, the free relative volume coefficient ¿ g/ß= 2.78x10^(-2) has been determined, providing us with information about the distribution of molecular chains in natural polyol. Finally, the volumetric expansion coefficient ¿f=5.8x10^(-4) K^(-1) that defines it as a flexible material, is of the order of magnitude of those found in most materials of a polymeric nature. All these characteristics of PAS will be decisive for the properties of the final polyurethane product prepared from it.