Síntese de poliuretano termoplástico a partir de óleo de andiroba

Abstract

Neste trabalho, foi estudada a produção de poliuretano termoplástico a partir do óleo de andiroba, uma planta nativa da região Norte do Brasil. A obtenção do poliol utilizado para fabricação do poliuretano foi obtido via catálise enzimática, empregando-se uma proporção de glicerol/óleo de 5,68:1 (mol/mol), relação solvente/substrato de 186% (volume/massa), temperatura de 60°C e tempo de 4 h. O poliol resultante (POA) foi então utilizado para fabricação de poliuretano e copolímeros, empregando tolueno diisocianato (TDI), polietilenoglicol (PEG) e catalisador DBTL, com proporção NCO:OH de 1:1. Testes preliminares de polimerização apontaram que o excesso de glicerol resultou na formação de gel. Para contornar este problema, foi realizada um lavagem do poliol com água destilada para sua remoção. Após este tratamento, o poliuretano termoplástico foi obtido, como discriminado pelas análises de FTIR, DSC e TGA, porém as cadeias formadas não foram suficientemente longas para formação do polímero, resultando em um oligômero, como mostra a análise de GPC. Este resultado, que foi verificado a partir da teoria de Carothers, foi atribuído à determinação inadequada do índice de hidroxilas, que levou ao uso de quantidade incorreta de diisocianato. Uma nova tentativa, corrigindo a formulação, resultou na formação de um polímero flexível e solúvel, caracterizando a produção de um poliuretano termoplástico com uso de poliol de fontes vegetais.

The production of thermoplastic polyurethane by use of andiroba oil, a native plant from the North region of Brazil, was studied in this work. Polyol for production of polyurethane was synthetized via enzymatic catalysis, using a glycerol/oil ratio of 5,68:1 (mol/mol), a solvent/substract proportion of 186% (volume/mass), temperature of 60 °C and reaction time of 4 hours. The resulting polyol (POA) was then utilized in the production of polyurethane and copolymers, by use of toluene diisocyanate (TDI), polyethyleneglycol (PEG) and catalyst DBTL, with NCO:OH ratio of 1:1. Preliminary polymerization tests led to the gel formation, indicating the excess of glycerol applied might have been affecting the polymerization. To solve this issue, the polyol was washed with distilled water in order to remove the glycerol. After this treatment, the thermoplastic polyurethane was obtained, as shown by analysis of FTIR, DSC and TGA, however the chains formed were not sufficiently long for polymer formation, resulting in an olygomer, as shown by GPC analysis. This result, which was verified by Carother’s theory, was assumed to be due to the inadequate determination of the hydroxyl index, that led to the incorrect use of diisocyanate. A new attempt, after correction of the formulation, resulted in the formation of a flexible and soluble polymer, caracterizing the production of thermoplastic polyurethane made with polyol from vegetable sources.