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
Materias
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
Recurso de información
Formato
application/pdf
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del Centro de Investigación en Química Aplicada
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