Capítol 1 preparació de poliuretans polifluorats (fpus) amb alt contingut en fluor catalitzada per dabco a temperatura ambient.: Capítol 2: polimerització de monobenzoxazinas. Efectes dels substituents en els mecanismes de reacció i en l'estructura dels materials finals
- Autores: Alba Martos Cami
- Directores de la Tesis: J. Marquet Cortés (dir. tes.), Rosa M. Sebastián Pérez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2020
- Idioma: español
- ISBN: 9788449096228
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jordi Hernando Campos (presid.), Gerard Lligadas Puig (secret.), Elisabet Torres Cano (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química por la Universidad Autónoma de Barcelona
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- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La presente tesis doctoral está enfocada en la síntesis y estudio de dos grandes familias de polímeros y está dividida en dos capítulos: poliuretanos fluorados y polibenzoxazinas. Los poliuretanos tienen una enorme importancia industrial porque son materiales versátiles, además, tienen excelentes propiedades mecánicas. Por otro lado, los materiales polifluorados tienen una alta estabilidad química y térmica y al mismo tiempo poseen propiedades superficiales únicas, como hidrofobicidad y oleofobicidad. Sin embargo, por el momento, el desarrollo de materiales que combinen las propiedades de las dos familias anteriores, como podrían ser los poliuretanos polifluorados, no ha alcanzado el potencial esperado, en parte debido a las dificultades en su preparación. El principal inconveniente es la alta electronegatividad de los átomos de flúor que hace que los alcoholes polifluorados sean nucleófilos pobres reaccionando ineficientemente frente a los isocianatos, siendo necesario el uso de temperaturas altas o catalizadores metálicos para promover la reacción, siendo un obstáculo que superar para preparar poliuretanos polifluorados de una manera práctica y eficiente. Uno de los catalizadores más activos en la síntesis de poliuretanos es DABCO, una base barata y fácilmente disponible con un buen equilibrio entre su actividad y propiedades de “seguridad/inflamabilidad”. Curiosamente, hasta donde sabemos, este catalizador todavía no se ha aplicado a la preparación de poliuretanos altamente fluorados. En el primer capítulo de esta tesis se muestra cómo hemos sintetizado por primera vez poliuretanos altamente fluorados a temperatura ambiente y en tiempos de reacción cortos aprovechando las buenas propiedades catalíticas del DABCO. Además, se han evaluado las propiedades térmicas (transición vítrea y descomposición) y superficiales (hidrofobicidad y oleofobicidad) de los nuevos materiales.
En el siguiente capítulo se han estudiado las polibenzoxazinas, una alternativa a las resinas fenólicas tradicionales a causa de sus propiedades mejoradas. Éstas no solo poseen las propiedades de las resinas fenólicas tradicionales, como buena resistencia química y excelente comportamiento térmico, como resistencia a la llama y alto rendimiento de carbón, sino que también muestran otras características interesantes como alta flexibilidad de diseño molecular, casi nula contracción al curar, muy baja absorción de humedad, bajas viscosidades de fusión y alta temperatura de transición vítrea. Sin embargo, su implantación más amplia como materiales de referencia se ha visto obstaculizada por la lenta reactividad de los monómeros de benzoxazina que requieren altas temperaturas para lograr la polimerización (alrededor de 250 °C).
Un diseño adecuado de monobenzoxazinas mediante la introducción de sustituyentes apropiados en el anillo fenólico podría permitir la reducción de su temperatura de polimerización y un aumento de la reticulación de los polímeros resultantes hasta hacerlas competitivas frente a las bisbenzoxazinas, los monómeros actuales de uso comercial, más difíciles de sintetizar, purificar y de menor flexibilidad estructural.
En este segundo capítulo se han sintetizado nuevas 1,3-benzoxazinas con diferentes sustituyentes en las posiciones meta y para del anillo fenólico con el fin de estudiar los efectos electrónicos de estos sustituyentes, y sus posiciones, sobre la temperatura de polimerización y las propiedades de los materiales finales obtenidos.
