Bio-poliuretanos vehiculizados en agua para la formulación de películas y recubrimientos

Abstract

Los problemas ambientales que ya se evidencian y continuarán en crecimiento en el futuro próximo exigen una producción responsable de bienes que, al mismo tiempo, cubran las necesidades de un mundo siempre cambiante y exigente. La producción, el uso y el destino final (mejor aún, la reutilización) de los materiales poliméricos es, sin duda, uno de los principales focos de atención del público en general y de los responsables políticos. Los poliuretanos, en particular, representan un mercado importante, debido a la versatilidad de las propiedades que se pueden lograr, desde elastómeros suaves hasta materiales reticulados resistentes, que determinan sus variados usos y aplicaciones. Entre el amplio espectro de aplicaciones, un nicho importante corresponde a los adhesivos, selladores, pinturas y películas protectoras (recubrimientos), que serán el foco principal de la presentación. Desde el punto de vista sintético, la obtención de los mismos involucra una fuente de OH-, que reaccionan con un diisocianato, y generalmente se les añade un extendedor de cadena. Particularmente, para la síntesis de poliuretanos vehiculizados en agua, se incorpora en la síntesis mediante enlace covalente, un grupo ácido o básico, que luego formara una sal por adición de un contraión. La formación de las sales dará lugar a las dispersiones acuosas de poliuretanos, WBPUs, por su sigla en inglés (waterborne polyurethanes) Figura 1. Los poliuretanos tradicionales son solubles en disolventes orgánicos, por lo que las pinturas y recubrimientos formulados a partir de ellos se aplican como soluciones orgánicas del polímero, con la consiguiente liberación de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) al medio ambiente durante la etapa de secado. Por lo tanto, la utilización de poliuretanos vehiculizados en agua es una alternativa más ecológica, ya que no solo se protege al ambiente de la liberación de VOCs, sino también es beneficioso para la salud del usuario. Además, las formulaciones actuales de WBPU tiende a la utilización de materia prima proveniente de la biomasa como fuente de OH para mejorar el contenido de carbono verde en los polímeros, lo que se hace mediante el uso de polioles (y/o dioles) de base biológica, en particular, aquellos basados en aceites vegetales. También se han sintetizado exitosamente este tipo de polímeros utilizando no solo la fuente de OH, sino también emulsificantes biobasados. En la conferencia se presentará una visión general de las alternativas mencionadas para la síntesis, junto con la relación entre procesamiento-estructura-morfología-propiedades de los poliuretanos vehiculizados en agua. Dado que sus propiedades finales no son generalmente comparables con las películas obtenidas a partir de poliuretanos sintéticos tradicionales solubles en solventes orgánicas, la investigación en esta área continúa al mismo tiempo que aumenta el número de formulaciones comerciales. Se discutirán ejemplos seleccionados para ilustrar los efectos de las diferentes formulaciones y factores de procesamiento en los materiales finales.