Reprocesamiento de espumas de poliuretano termoestables utilizando sus catalizadores de polimerización residuales

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Ciencias de los materiales
• Química sustentable

Sus antecedentes:

• El reciclaje de espuma de poliuretano termoestable (PU) suele requerir la adición de nuevos catalizadores, lo que aumenta los costos y los posibles peligros ambientales.
• Los catalizadores residuales presentes en las espumas de PU durante la síntesis pueden poseer actividad de intercambio de carbamato, lo que permite el reprocesamiento sin agentes adicionales.

Objetivo del estudio:

• Investigar la posibilidad de utilizar catalizadores de aminas terciarias residuales, como el 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO), para el reprocesamiento de residuos de PU termofijos.
• Evaluar la actividad catalítica del DABCO en reacciones de intercambio de carbamato bajo diversas condiciones relevantes para el reciclado de PU.

Principales métodos:

• Se llevaron a cabo estudios de compuestos modelo y experimentos cruzados para evaluar el mecanismo catalítico y la actividad de DABCO en el intercambio de carbamato.
• El reprocesamiento de espumas de PU termoestables comerciales se realizó en una extrusora de doble tornillo, examinando la influencia de la fuerza de corte y los catalizadores residuales.
• La caracterización de las películas de PU reprocesadas incluyó análisis térmico (temperatura de transición de vidrio) y pruebas mecánicas (propiedades de tracción).

Principales resultados:

• Se confirmó que DABCO cataliza el intercambio disociativo y asociativo de carbamato, con una actividad influenciada por la concentración de alcohol.
• La microcomposición en una extrusora de doble tornillo aceleró el intercambio de enlaces en comparación con los estudios de moléculas pequeñas debido a las altas fuerzas de corte.
• Se reprocesaron con éxito tres espumas de PU termoestables comerciales en películas que mantuvieron las propiedades térmicas y mecánicas originales, y se produjeron compuestos con módulo sintonizable.

Conclusiones:

• Los catalizadores de aminas terciarias residuales, como el DABCO, pueden facilitar efectivamente el reprocesamiento de los residuos de PU termofijos sin alterar las formulaciones comerciales.
• Este método ofrece un enfoque rentable y respetuoso con el medio ambiente para el reciclaje de espuma de PU, preservando las propiedades del material.
• Los resultados ponen de relieve el potencial de reciclaje sostenible de los productos de PU mediante el aprovechamiento de la actividad catalítica inherente.