Síntesis y Caracterización de nuevas resinas fenólicas Basadas en Polybenzoxazinas Funcionalizada con Acido

M. F. DIESER; D. ESTENOZ; M. SPONTÓN

Santa Fe

Encuentro; Universidad Nacional del Litoral; 2010

Las benzoxazinas no liberan subproductos de condensación, no necesitan catalizadores para su entrecruzamiento, ofrecen una mayor flexibilidad en el diseño estructural, presentan baja viscosidad facilitando el procesado y exhiben muy baja contracción volumétrica. Las polibenzoxazinas poseen ventajas tales como: la baja absorción de agua, baja constante dieléctrica, buenas propiedades mecánicas y elevada estabilidad térmica. [2-5] Sin embargo, a pesar de sus altas prestaciones, su densidad de entrecruzamiento es más baja que la de otras resinas termoestables y son necesarias temperaturas elevadas para llevar a cabo la polimerización por apertura del anillo. Específicamente se propone estudiar la síntesis y la caracterización de nuevas benzoxazinas a partir de compuestos fenólicos tales como bisfenol A El objetivo general de este trabajo es investigar el desarrollo de nuevos materiales poliméricos basados en benzoxazinas modificadas. Se pretende desarrollar productos y procesos que mejoren las propiedades de resinas fenólicasy fenol, y aminas tales como anilina y etanolamina; y su posterior reacción de polimerización. Se busca  incorporar grupos funcionales ácidos capaces de disminuir la temperatura de polimerización y mejorar la densidad de entrecruzamiento. Se sintetizó una nueva benzoxazina con funcionalidad ácida y a fines comparativos una benzoxazina convencional. Todas las reacciones se siguieron por cromatografía por capa delgada (TLC) y los productos finales fueron caracterizados por resonancia magnética nuclear (RMN), espectroscopia de infrarrojo con transformada de fourier (IR-ATR) y cromatografía líquida de exclusión (CLE). Se estudió el comportamiento durante el curado de la nueva benzoxazina por calorimetría diferencial de barrido (DSC) con una rampa de temperatura de 10ºC/min y por IR-ATR y se comparó con el de la benzoxazina convencional. La síntesis de la benzoxazina Bz-FA consta de dos etapas y puede describirse según el mecanismo que se muestra en la Fig. 1. Durante la reacción los resultados de cromatografía han mostrado la generación de oligómeros. Esto puede explicarse debido a que en la primera etapa de reacción (reacción A, Fig 1) la reactividad del grupo hidroxilo y la elevada temperatura utilizada conduce a un efecto de iniciación química produciendo la apertura del anillo de la benzoxazina. Esto originó un rendimiento bajo de la reacción, del orden del 40%. Se pudo observar en la exoterma de curado de Bz-FA que la temperatura máxima de curado es de150ºC, siendo menor que la Bz-BA. Esto es debido a la reactividad del grupo funcional ácido que a elevadas temperaturas se comporta como catalizador de la apertura del anillo de la benzoxazina. En una segunda etapa se produce la esterificación de los grupos fenólicos formados por la apertura del anillo de la oxazina que reaccionan con los grupos ácidos. Por lo tanto, se puede deducir que además de dar una polibenzoxazina del tipo fenólica se obtienen en la red entrecruzada enlaces éster. Los nuevos monómeros sintetizados podrían modificarse químicamente a efectos de introducir diferentes funcionalidades que permitan obtener materiales con propiedades específicas mejoradas.