Polikarbonato dioletan oinarrituriko poliuretano termoplastiko elastomeroak, eratze-prozesutik mikroegitura/propietate erlaziora

36 bisita jaso dira

Autoretza:

Arantxa Ezeiza Mendiguren

Zuzendaria:

Iñaki Mondragon Egaña

Unibertsitatea:

Euskal Herriko Unibertsitatea

Fakultatea:

Donostiako Unibertsitate Eskola Politeknikoa

Saila:

Ingeniaritza Kimikoa eta Ingurumenaren Ingeniaritza

Jakintza-arloa:

Kimika

Urtea:

2003

| Poliuretanoak, konposizio eta diseinuaren aldagarritasuna dela eta, aplikazio eremu ugariko polimero familia zabal bat osatzen dute. Zehazki, poliuretano elastomero termoplastikoen, propietate fisiko-kimiko, termiko eta mekanikoen arteko erlazioa dela eta, material garrantzitsuenetakoak kontsidera daitezke.
Poliuretano elastomero termoplastikoak bi segmentuz eratuak daude, bata zurruna, diisozianato eta masa molekular txikiko diol batez eratua, eta bestea malgua, polieter edo poliester motako masa molekular altuko makrodiol batez eratua.  Segmentuen arteko bateraezintasun termodinamikoak, hainbat faktoreekiko menpekoa den banaketa mikrofasikoa sortarazten du. Banaketan eragiten dute faktoreak, segmentuen izaera, egitura eta tamaina, erreaktiboen arteko erlazio molarra eta sintesi prozedura eta baldintzak dira, besteak beste.
Ikerketa honetan, poliuretano elastomero termoplastikoak sintetizatu dira eta material hauen propietate makroskopikoengan, sintesi-erreakzioaren zinetikak eta egitura/propietate erlazioak duen eragina ulertu nahian, fisiko-kimikoki, termikoki, mekanikoki eta morfologikoki karakterizatu dira. Makrodiolaren masa molekularraren eta egitura kimikoaren eragina, polikarbonato diol erako lau makrodiol erabiliz aztertu da. Horietako hiruk egitura kimiko berdina, polihexametilenkarbonato diol, baino masa molekular ezberdina dute, eta laugarrenak aurreko baten antzeko masa molekularra, baino egitura kimiko ezberdina dauka, polihexametilen-pentametilenkarbonato diol. Fase banaketarengan erreaktibo arteko erlazio molarraren eragina aztertzeko masan %20 eta %60 arteko segmentu zurruna duten poliuretanoak sintetizatu dira.
Ikerketa zinetikoan, erreakzio zinetikak hirugarren mailako alkoholez eta uretanoz katalizaturiko mekanismo autokatalitiko bat jarraitzen duela egiaztatu da. Alkoholez eta uretanoz katalizaturiko erreakzioen abiadura-konstanteak, hidroxilo eta uretano talde funtzionalen hidrogeno zubiko asoziazio/disoziazio orekak medio, makrodiolaren masa molekularrarekiko eta egitura kimikoarekiko menpekoak direla ikusi da. Aktibazio-energia balioek isozianato taldeek asoziaturiko alkoholekin konplexua eratzeko joera handiagoa dutela erakusten dute.
Segmentu zurrunen artean eta segmentu zurrun/segmentu malgu artean gertatzen diren hidrogeno zubiko elkarrekintza fisikoak, segmentuen egiturarekiko eta tamainarekiko menpekoak dira eta poliuretanoaren mikroegitura baldintzatzen dutela ikusi da. Poliuretano sistema ezberdinen mikrofase malguaren beira trantsizio-tenperaturak makrodiol puruekiko alderatuz, banaketa mikrofasikoa ez dela erabateko erakusten dute. Beira trantsizio-tenperaturaren handitzea, mikrofase malguan disolbaturiko MDI 3-4 unitate baino gutxiagoko segmentu zurrun amorfoei egotzi daiteke. Fase banaketa-maila handitu egiten da segmentu malguaren masa molekularra eta segmentu zurrunaren MDI unitate-kopurua handitzearekin batera. Faseen arteko nahaskortasuna aurresateko Flory-Huggins-en elkarrekintza-parametroan oinarrituriko ikerketa teorikoa egin da eta bat dator esperimentalki lorturiko emaitzekin.
Poliuretano sistema guztientzat segmentu zurrun amorfoen frakzio batek, segmentu zurrunen ordenamendu partzial batekin erlazionaturiko ¿zahartzea¿ edo ¿giro tenperaturako berregostea¿ pairatzen du, T1 tenperaturan endotermia edo trantsizio bat agertuz.
Ekorketazko mikroskopia elektronikoaz poliuretano sistema ezberdinek eratzen dituzten egiturak behatu dira. Segmentu zurrunaren ordenamendu kristalinoak tamainarekiko menpekoak dira, horrela, MDI 8-9 unitatez eraturiko segmentu zurrunek fusio-puntu altuko egitura ordenatuak, esferulitak, eratzen dituzte, aldiz, MDI 4-5 unitatez eraturiko segmentu zurrunak globulutan antolatzen dira. Fusio-puntu altuko egitura kristalino hauek poliuretanoen portaera elastomerikoa tenperatura altuagoetaraino hedatzen dute.
Material hauen portaera mekanikoa fase-banaketaren menpekoa da. Masa molekular baxueneko makrodiolean oinarr

Deskriptoreak

UPV/EHU

ingeniaritza

kimika

kimika_fisikoa

polimeroak

morfologia

propietate_termikoak

poliuretano

mikromolekulak

Tesia