Título

Síntesis de copolímeros en bloque de nylon 6/poliuretano en estrella mediante el moldeo por inyección reactiva (RIM)

Autor

ANGELICA SILVESTRE LOPEZ RODRIGUEZ

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

El Nylon 6 es un termoplástico de Ingeniería que tiene muchas aplicaciones

industriales. Sin embargo, su alta dureza impide su uso en aplicaciones tales como defensas de

automóviles y tableros, los cuales requieren alta resistencia al impacto. Un método exitoso

para mejorar esta propiedad es la formación de copolímeros en bloque de Nylon 6 con

segmentos suaves que disminuyen la cristalinidad del polímero y consecuentemente su dureza

y aumentan la propiedad de impacto. Además de sintetizar copolímeros en bloque, se modifica

la estructura química, esto es, la funcionalidad de los copolímeros, para obtener materiales con

significante reducción en la temperatura de fusión, permitiendo su procesamiento a más baja

temperatura y obtener copolímeros de más alto peso molecular. En el presente trabajo de tesis

se obtuvieron copolímeros en bloque de Nylon 6fPoliuretano, utilizando prepolímeros de

poliuretano lineales y multifuncionales, los cuales actúan como activadores, preparados a

partir de un prepolímero comercial de poliéter uretano (PEU). El prepolímero de PEU al

reaccionar con butanodiol y caprolactama forma el activador lineal. Al utilizar el glicerol en

vez del butanodiol, se obtiene el activador con tres ramificaciones y al emplear el pentaeritritol

se obtiene un activador con cuatro ramificaciones. Dichos activadores son utilizados para

sintetizar los copolímeros en bloque de Nylon ófPoliuretano en estrella, donde la fase

elastomérica es el activador empleado (lineal o multiftmcional). El proceso utilizado para la

obtención de los copolímeros fue el proceso de moldeo por inyección reactiva a nivel

laboratorio. Se obtuvieron diferentes copolímeros modificando las proporciones de

caprolactama y activador (0, 5, 10, 20 y 30 % peso de activador). Los catalizadores empleados

fueron el caprolactamato de sodio y el Grignard de la caprolactama. Los copolímeros

sintetizados se caracterizaron utilizando las técnicas de espectroscopía infrarroja (FTIR),

calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis dinámico mecánico (DMA), difracción de

rayos X (WAXD), microscopía óptica (MOP) y microscopía electrónica de barrido (SEM); se

realizaron también pruebas fisicomecánicas de tensión, impacto y dureza.

El uso del Grignard de la caprolactama y el activador tetrafi.incional (cuatro

ramificaciones) genera copolímeros con mejor resistencia al impacto comparados con el

Nylon 6 homopolímero.

El uso del caprolactamato de sodio genera materiales con menor

resistencia al impacto, pero con una mayor cristalinidad.

Por medio del estudio de DSC se observó una disminución en la temperatura de fisión

(Tm) que se puede atribuir al decremento de los bloques rígidos de Nylon 6 con el incremento

de los bloques suaves (Poliuretano). Los resultados del análisis dinámico, para todos los

copolímeros, mostraron una temperatura de transición vítrea (Tg), lo que sugiere la presencia

de una sola fase. Esto se explica por la fuerte interacción de enlaces de hidrógeno entre los

grupos amida y uretano. Por medio de FTIR se observó una disminución en la interacción

intermolecular entre los grupos amida del Nylon 6, lo que nos indica una disminución en la

cristalinidad, comprobada por medio del análisis de DSC. La temperatura de cristalización en

frío para el Nylon 6, aumentó con el contenido de la fase hulosa, ocasionando una mayor

dificultad en la formación de cristales. Se obtuvo el tamaño de los bloques de Nylon 6 por

medio de la Teoría de la depresión en el punto de fisión propuesta por Flory, utilizando los

resultados de Tm. Se observó que los copolímeros catalizados con caprolactamato de sodio

presentan bloques de Nylon 6 de mayor peso molecular.

Fecha de publicación

2001

Tipo de publicación

Tesis de doctorado

Formato

application/pdf

Repositorio Orígen

Repositorio Institucional del Centro de Investigación en Química Aplicada

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