Preparação de resinas de poliuretana à base de óleo de mamona e dietanolamina

The aim of this work was the preparation of polyols from reactions between castor oil and dietanolamine to increase the hydroxyl content and the network degree in the products to application in electronic devices. The polyols and the mixtures obtained were characterized by nuclear magnetic ressonanc...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2007
Main Author: Cardoso, Oldemar Ribeiro
Orientador/a: Balaban, Rosângela de Carvalho
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Físico-Química; Química
Assuntos em Portugês:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17592
Citação:CARDOSO, Oldemar Ribeiro. Preparação de resinas de poliuretana à base de óleo de mamona e dietanolamina. 2007. 98 f. Dissertação (Mestrado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2007.
Resumo Português:O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de polióis a partir das reações do óleo de mamona (OM) com dietanolamina (DEA), visando elevar o índice de hidroxila e consequentemente o grau de reticulação dos produtos finais, cuja aplicação se destinou ao encapsulamento de circuitos eletroeletrônicos. A caracterização desses polióis e respectivas misturas foram feitas utilizando-se a técnica da ressonância magnética nuclear (NMR). O OM (triglicerídeo do ácido ricinoleico) é um poliol vegetal natural por apresentar grupo funcional hidroxila que permite várias reações e produção de diferentes produtos. Entre eles estão as poliuretanas (PU) que têm sido consideradas como produtos ideais para encapsulamento de componentes de circuitos eletro-eletrônicos, devido as suas excelentes propriedades com relação à resistência mecânica e química. As poliuretanas derivadas do óleo de mamona podem ser consideradas materiais alternativos de fonte renovável e, para as produzidas neste trabalho, não foram empregados nenhum tipo de solvente. Cerca de 90% dos ácidos graxos que compõem o óleo de mamona são ácido ricinoleico (ácido 12-hidroxioleico), enquanto os outros 10% são ácidos graxos não hidroxilados (ácidos linoleico e oleico). As análises químicas do óleo de mamona indicam uma funcionalidade média de 2,7, em relação aos grupos hidroxila. A poliadição entre o poliol resultante e o isocianato de isoforona (IPDI) teve sua cinética aco mpanhada com o auxílio do reômetro Haake RS 150 à temperatura de 60 °C. As propriedades elétricas foram determinadas em uma ponte HP LCR Meter 4262 A a 1,0 Hz e 10,0 KHz. As análises químicas mostraram que os polióis obtidos apresentaram índice de hidroxila entre 230 e 280 mgKOH/g. A reação de poliadição com IPDI produziu resinas de poliuretana com as seguintes propriedades: dureza entre 45 e 65 shore D (ASTM D2240); constante dielétrica de 3,0 a 25 °C (ASTM D150). Os resultados, de um modo geral, indicaram que as resinas, cujo extensor de cadeia foi a DEA, apresentaram propriedades compatíveis e em muitos casos superiores, quando comparadas às dos produtos atualmente disponíveis no mercado, sintetizados à base de trietanolamina (TEA)
Resumo inglês:The aim of this work was the preparation of polyols from reactions between castor oil and dietanolamine to increase the hydroxyl content and the network degree in the products to application in electronic devices. The polyols and the mixtures obtained were characterized by nuclear magnetic ressonance. Castor oil (CO) is a natural triglyceride - based polyol possessing hydroxyl groups, which allow several reactions that produce many different products. Among them are the polyurethanes (PU), which have been considered an ideal product for the covering of electricelectronic circuits, due to their excellent electrical, shock-absorbing, solvents resistance and hydrolytic stability properties. About 90% of the fatty acids present in the castor oil are ricinoleic acid (12-hydroxyoleic acid), while the remaining 10% correspond to non-hydroxylated fatty acids, mainly linoleic and oleic acids. The chemical analysis of castor oil indicates a hydroxyl number of 2.7. In this work, a polyol was obtained by the reaction of the CO with diethanolamine (DEA), in order to elevate the hydroxyl value from 160 to 230 or to 280 mgKOH/g, and characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) 1H and 13C (Mercury 200). The polyadition of the resulting polyol with isophorone diisocianate (IPDI) was carried out at 60°C, and the reaction kinetics was followed by rheological measurements in a Haake RS150 rheometer. The electrical properties were determined in a HP LCR Meter 4262A, at 1.0 Hz and 10.0 KHz. The chemical analysis showed that the polyols obtained presented hydroxyl number from 230 to 280 mgKOH/g. The polyadition reaction with IPDI produced polyurethane resins with the following properties: hardness in the range from 45 shore A to 65 shore D (ASTM D2240); a dielectric constant of 3.0, at 25°C (ASTM D150). Those results indicate that the obtained resins present compatible properties to the similar products of fossil origin, which are used nowadays for covering electric-electronic circuits. Therefore, the PUs from castor oil can be considered as alternative materials of renewable source, free from the highly harmful petroleum - derived solvents