Evaluación de la influencia de la adición de almidón en las propiedades del poliuretano

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i6.29128

Palabras clave:

Almidón; Poliuretano termoplástico; Compuesto; Polimerización.

Resumen

Los poliuretanos se encuentran entre los polímeros más versátiles del mundo y con gran demanda en el mercado actual. Es necesario el desarrollo de nuevas composiciones, debido a la búsqueda de materiales de altas prestaciones y con propiedades diferentes a los existentes. La incorporación de rellenos en el polímero es un medio para mejorar el rendimiento del poliuretano. Así, el presente trabajo tuvo como objetivo incorporar almidón al poliuretano termoplástico vía polimerización in situ, en proporciones de 1,0%, 2,0%, 3,0% y 5,0% en masa con relación a la masa de polímero puro, y evaluar las propiedades térmicas y morfológicas de los compuestos obtenidos. El poliuretano se obtuvo a través de la reacción de policaprolactonediol (PCL) y hexametilen 1,6-diisocianato (HDI). La morfología de los composites obtenidos se caracterizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Las propiedades térmicas se caracterizaron por calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Además, se evaluó la superficie de los polímeros mediante la técnica de humectabilidad. En base a los resultados obtenidos, el composite que mejor comportamiento presentó fue el poliuretano con 5% de almidón, ya que mostró un aumento de la cristalinidad y, por tanto, un aumento de la resistencia térmica. Además, se verificó la mejor dispersión del relleno en la matriz polimérica para el microcompuesto con 5% de almidón, lo que indica que el almidón agregó distintas propiedades al compuesto.

Citas

Alghamdi M. N. (2020). Thermoplastic composite system using polymer blend and fillers. Journal of King Saud University - Engineering Sciences, In Press, Corrected Proof.

Artiaga, K. C. M. (2014). Desenvolvimento e aplicação do compósito plásticomadeira (Poliuretano/resíduo de MDF) na indústria de base de calçados. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais da REDEMAT, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 79 p.

Balmayor, E. R., Tuzlakoglu, K., Azevedo, H. S., Reis, R. L. (2009). Preparation and characterization of starch-poly-ε-caprolactone microparticles incorporating bioactive agents for drug delivery and tissue engineering applications. Acta Biomaterialia, 5(4), 1035-1045.

Batista, N. L. (2015). Estudo do efeito da cristalinidade nas propriedades mecânicas de compósitos termoplásticos com aplicações aeronáuticas. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais), Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, SP, 180 p.

Chen, M., Parsons, A. J., Felfel, R. M., Rudd, C. D., Irvine, D. J., Ahmed, I. (2016). In-situ polymerisation of fully bioresorbable polycaprolactone/phosphate glass fibre composites: In vitro degradation and mechanical properties. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 59, 78-89.

Dessimon, D. L. (2016). Microcompósitos de poliuretanos, por polimerização in situ, com resíduo wet blue da indústria coureira. Trabalho de Conclusão de Curso (Monografia) – Curso de Engenharia Química, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, RS, 75 p.

Du, M., Guo, B., Demin, J. I. A. (2006). Thermal stability and flame retardant effects of halloysite nanotubes on poly(propylene). European Polymer Journal, 42(6), 1362-1369.

EMBRAPA. (2012). Compósito de amido termoplástico e policaprolactona reforçado com fibras de sisal pré-tratadas com peróxido alcalino. VI Workshop da rede de nanotecnologia aplicada ao agronegócio, Fortaleza. São Carlos: LNNA, p.258-260.

Estrela, C. (2018). Metodologia científica: Ciência, Ensino e Pesquisa. 3ª Edição, Editora: Artes Médicas, Universidade Federal de Goiás (FO/UFG) – Goiás, 738p.

Freitas, M. C. J, Tavares, D. Q. (2005). Caracterização do grânulo de amido de bananas. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 25(2), 217-222.

Gurgel, D., Bresolin, D., Sayer, C., Filho, L. C., Araújo, P. H. H. (2021). Flexible polyurethane foams produced from industrial residues and castor oil. Industrial Crops and Products, 164, 113377.

Isotton, F. S. (2013). Desenvolvimento e caracterização de filmes de amido de milho eterificado com plastificante glicerol, sorbitol e poli (álcool vinílico). Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos e Tecnologias) – Programa de Mestrado em Engenharia de Processos e Tecnologias, Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS, 100 p.

Kurdziel, M., Łabanowska, M., Pietrzyk, S., Pająk, P., Królikowska, K., Szwengiel, A. (2022). The effect of UV-B irradiation on structural and functional properties of corn and potato starches and their components. Carbohydrate Polymers, 289(1), 119439.

Machado, M. L. C., Pereira, N. C., Miranda, L. F., Terence, M. C., Pradella, J. G. C. (2010). Estudo das propriedades mecânicas e térmicas do polímero Poli-3-hidroxibutirato (PHB) e de compósitos PHB/pó de madeira. Materials Research, 20(1), 65-71.

Munoz, P. A. R., Oliveira, C. F. P., Amurin, L. G., Rodriguez, C. L. C., Nagaoka, D. A., TAvares, M. I. B., Domingues, S. H., Andrade, R. J. E., Fechine, G. J. M. (2018). Novel improvement in processing of polymer nanocomposite based on 2D materials as fillers. Express Polymer Letters, 12, 930-945.

Ojogbo, E., Ogunsona, E. O., Mekonnen, T. H. (2020). Chemical and physical modifications of starch for renewable polymeric materials. Materials Today Sustainability, 7–8, p.100028.

Ono, R. (2019). Obtenção e caracterização de compósitos de copolímero aleatório de polipropileno e carga de amido de mandioca. Trabalho de Conclusão de Curso (Monografia) – Curso de Engenharia de Materiais, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, PR, 39 p.

Prado, M. A., Dias, G., Carone, C. L., Ligabue, R., Dumas, A., Martin, F., Roux, C. L., Micoude, P., Einloft, S. (2015). Synthetic silico-metallic mineral particles (SSMMP) as nanofillers: comparing the effect of different hydrothermal treatments on the PU/SSMMP nanocomposites properties. Polymer Bulletin, 72, p.2991–3006.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM, 119p.

Ravindren, R., Mondal, S., Nath, K., Narayan C. (2019). Investigation of electrical conductivity and electromagnetic interference shielding effectiveness of preferentially distributed conductive filler in highly flexible polymer blends nanocomposites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 118, p.75-89.

Reis, M. M., Brito, G. F., Santos, Z. I. G., Ueki, M. M., Santos, R. F. A. (2016). Avaliação do tipo de compatibilizante nas propriedades de blendas de polietileno/amido. Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, 22, p.9623-9633.

Severino, A. J. (2013). Metodologia do trabalho científico. 3ª Edição, Cortez Editora, São Paulo – SP, 274p.

Silva, V. D., Santos, L., Subda, S. M., Ligabue, R. (2013). Synthesis and characterization of polyurethane/ titanium dioxide nanocomposites obtained by in situ polymerization. Polymer Bulletin, 70(6), 1819–1833.

Soni, S. S., Rodell, C. B. (2021). Polymeric materials for immune engineering: Molecular interaction to biomaterial design. Acta Biomaterialia, 133(1), p.139-152.

Souza, D. R. S., Mesquita, J. P., Lago, R. M., Caminhas, L. D., Pereira, F. V. (2016). Cellulose nanocrystals: A versatile precursor for the preparation of different carbon structures and luminescent carbon dots. Industrial Crops and Products, 93, 121-128.

Szycher, M. (2013). Handbook of polyurethanes. 2º ed. New York: Taylor & Francis group.

Travinskaya, Т. V., Brykova, A. N., Babkina, N. V., Mamunya, Y. P., Shtompel, V. I., Robota, L. P., Savelyev, Y. V. (2021). Structural peculiarities, thermal and viscoelastic properties of ionomeric polyurethanes based on renewable raw materials. International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 26(5), 458-469.

Wang, T., Yu, C., Yang, C., Shieh, Y., Tsai, Y., Wang, N. (2011). Preparation, Characterization, and Properties of Polyurethane-Grafted Multiwalled Carbon Nanotubes and Derived Polyurethane Nanocomposites. Journal of Nanomaterials, 2011, 1-9.

Publicado

27/04/2022

Cómo citar

CRUZ, C. K. .; KUNST, S. R.; MORISSO, F. D. P. .; OLIVEIRA, C. T. .; CARONE, C. L. P. . Evaluación de la influencia de la adición de almidón en las propiedades del poliuretano. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 6, p. e26211629128, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i6.29128. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/29128. Acesso em: 26 nov. 2024.

Número

Sección

Ingenierías