Poliuretanas a partir de polióis de óleo de soja

Abstract

O desenvolvimento de novos materiais a partir de fontes naturais renováveis tem crescido muito, não somente devido às questões relacionadas aos problemas ambientais, mas também pelo fato desses materiais poderem apresentar propriedades diferenciadas daqueles de origem petroquímica. Os óleos vegetais, formados por triglicerídeos de ácidos graxos, fornecem uma excelente plataforma para síntese de materiais poliméricos. O objetivo deste trabalho foi o estudo da preparação e da relação estrutura-propriedade de poliuretanas (PUs) obtidas a partir de polióis de óleo de soja. A influência da funcionalidade do poliol de óleo de soja (índice de OH mgKOH/g), da estrutura química do diisocianato (cadeia rígida -diisocianato de tolileno-TDI e 4,4-diisocianato de difenilmetano-MDI ou flexível -1,6-diisocianato de hexametileno-HDI) - e das condições reacionais (tempo e temperatura) foram investigadas. As poliuretanas foram caracterizadas através de análises dinâmico-mecânicas (DMTA) e termogravimétricas (TGA), testes de inchamento, dureza e densidade. Poliuretanas obtidas a partir de polióis de óleo de soja com funcionalidade de 1,9 a 3,2, resultaram em materiais termofixos com diferentes densidades de reticulação e temperaturas de transição vítrea. As poliuretanas preparadas com isocianatos aromáticos MDI e TDI apresentaram maior Tg que o polímero obtido com o isocianato de cadeia flexível (HDI). Neste trabalho, também foram obtidos compósitos de poliuretanas preparadas a partir de polióis de óleo de soja e TDI com cargas naturais. Utilizou-se o xisto retortado, em diferentes porcentagens mássicas, e a cinza de casca de arroz com porcentagem mássica de 10%. As propriedades desses compósitos foram avaliadas através de ensaios de tensão-deformação e testes de dureza. Análise em microscópio eletrônico de varredura foi utilizada para observar a interação polímero/carga. O compósito preparado com 10% de cinza de casca de arroz apresentou uma melhor interação com a matriz polimérica quando comparado ao xisto retortado.

The development of new materiais from natural sources renewed it has been growing, not only due to the subjects related to the environmental problems, but also for the fact of those materiais they can present differentiated propertíes of petrochemical derivativas. The vegetable oils, composed by triglyceride molecules derived from unsaturated acids, supply an excellent platform for synthesis of polymeric material. The objective of this work was the preparation of to soy-based polyurethanes and the structure-property relationship. The influence of the functionality of the soy-based poliol, the diisocyanate chemical structure (rigid chain: TDI -2,4-Tolylene diisocyanate and MOI 4,4-methylene bis(phenylisocyanate) or flexible: HDI - 1,6-hexamethylene diisocyanate) and the reaction conditions (time and temperatura) were investigated. The poliurethanes was characterized through dynamic-mechanic thermal analysis (DMTA) and thermogravimetric analysis (TGA), swelling experiments, hardness shore A and density. Soy-based polyurethanes obtained from polyols with functionality from 1,9 to 3,2, resulting in thermoset materiais, with different crosslinking density and glass transition temperatura between -1 to 4rC . The polyurethanes prepared with aromatic diisocyanate MOI and TDI presented higher Tg that the polymer obtained with the diisocyanate of flexible chain (HDI). In this work, they were also obtained composites of polyurethanes prepared from soy-based poliol and TDI with natural filler. Pyrolised oil shale with different contents (0.5-30% w/w) and bumed rice husk with 10% w/w were used. The properties of these composites were investigated through tension-strain experiments and shore A hardness. Scanning electron microscopy analysis was used to observe the polymer/filler interaction. Burned rice husk filler showed a better interaction with the polymeric matrix than the pyrolised oil shale.