Resistencia al desgaste de un elastómero de poliuretano elaborado a partir de un poliol de base biológica

Abstract

Se elaboraron poliuretanos elastoméricos (PUE) a partir de un poliol de base biológica, el diol dimero de ácido graso (FADD), un poliol convencional (politetrametileno éter glicol-PTMEG) y el diisocianato de 4,4-difenilmetano. Se investigó la influencia del poliol FADD sobre la resistencia al desgaste y la separación de microfases de este material elastomérico. El poliuretano elastomérico fue elaborado mediante el método del prepolimero, ósea en dos etapas. En la primera etapa, se sintetizó un prepolímero de poliuretano usando diisocianato de 4,4'-difenilmetano (MDI) y politetrametileno éter glicol (PTMEG). En las formulaciones de poliuretano, el FADD reemplazó gradualmente a este último hasta alcanzar el 100% en peso del total de polioles. En la segunda etapa, los prepolímeros, conteniendo grupos isocianato terminales, se unieron usando 1,4-butanodiol (BDO) como extensor de cadena para obtener poliuretanos elastoméricos (PUE) basados en poliol de tipo poli(éter-éster). La miscibilidad entre los polioles de base éster y éter (FADD y PTMEG, respectivamente) se estudió cualitativamente con microscopía óptica y mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), método que también se utilizó para investigar el grado de separación de fases (DPS) de los PUE obtenidos. Los espectros FTIR resultantes mostraron posibles interacciones de tipo puentes de hidrógeno entre el grupo éster de FADD y el grupo hidroxilo de PTMEG, lo que indicaría una miscibilidad parcial entre el poliol éster FADD y el poliol éter PTMEG. Esta miscibilidad parcial fue corroborada cualitativamente por microscopía óptica. Además, el DPS de los PUE obtenidos disminuyó al aumentar el contenido de FADD en la formulación de elastómero. Sin embargo, por encima del 25% en peso de FADD, no hubo mayor disminución de este parámetro. El rendimiento de desgaste de los PUE se determinó mediante pruebas de resistencia a la abrasión y erosión, donde las pruebas de erosión se llevaron a cabo en una máquina de erosión de fabricación propia basada en el método ASTM D-968. Los resultados mostraron que la resistencia al desgaste de los PUE aumenta al aumentar el contenido de FADD, hasta aproximadamente un 50% en peso de FADD. Esta investigación mostró que los PUEs de base biológica podrían ser adecuados para fabricar repuestos para la industria minera, donde los PUEs usados actualmente para este fin aún son elaborados con polioles a base de petróleo.