Carbodiimida
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Policarbodiimidas (poliguanidinas)
Es un agente antihidrólisis basado en una carbodiimida aromática polimérica de ~ 3.000 MW. Policarbodiimida es adecuada para cauchos de poliuretano millables y poliuretanos termoplásticos a base de poliéster (TPU). Carbodiimida también es adecuado para polímeros de poliéster, incluidos poliéster polioles, PET, PBT, TPE y poliamidas. Contenido de carbodiimida: 12.5% mínimo. Carbodiimida actúa como un eliminador de ácido en sistemas de poliéster. Los ácidos, en presencia de humedad y calor, catalizan la hidrólisis (o descompresión) de los poliésteres. Carbodiimida es una buena opción para la protección a largo plazo contra la hidrólisis. Tambien se usa como reticulante.Reticulantes de carbodiimida
La reticulación funciona conectando los polímeros a través de la química reactiva, fortaleciendo así la red de un recubrimiento específico. Pero la estabilización de las cepas de polímero tiene desventajas cuando se trata de sustratos flexibles, ya que las propiedades del recubrimiento pueden reducirse en elongación, resistencia y flexibilidad. Un alto nivel de reticulación es adecuado para sustratos rígidos, pero los sustratos flexibles requieren un nivel de maleabilidad adecuado para sistemas a base de agua para mantener sus propiedades deseadas. En comparación con los reticulantes tradicionales, tales como aziridina, isocianatos y melaminas, los reticulantes de policarbodiimida tienen varias ventajas. Las policarbodiimidas son mucho menos sensibles a la presencia de agua y pueden lograr una vida útil prolongada. Debido a la alta reactividad,
Consideraciones Generales
Los reticulantes son reactivos químicos que se utilizan para conjugar moléculas mediante un enlace covalente. Los reticulantes heterobifuncionales tienen 2 reactividades que permiten la conjugación de moléculas de forma definida, evitando notablemente la formación de dimeras y polimeras. La elección de reactividades es determinante para el diseño del conjugado correcto. Los reticulantes de carbodiimidas reaccionan con carboxilos para formar un intermedio que puede estabilizarse tras la reacción con aminas, formando un enlace peptídico, sin espaciador. Se utilizan típicamente en la síntesis de péptidos; proteínas de entrecruzamiento con ácidos nucleicos; y preparación de inmunoconjugados como ejemplos. También dan otras reacciones y tienen otros usos. La carbodiimida más popular es EDAC debido a su solubilidad en agua, lo que la hace útil en la mayoría de las aplicaciones. DCC y DIC son carbodiimidas insolubles en agua y siguen siendo útiles en algunas aplicaciones de síntesis, siendo estas últimas más fáciles de manipular y menos alergénicas.
Sintesis de carbodiimidas
Las carbodiimidas (N=C=N) se pueden sintetizar mediante una variedad de métodos. La condensación no catalizada de isocianatos consigo mismos para dar carbodiimidas es posible (lentamente) solo bajo una corriente de nitrógeno burbujeando a través de isocianatos aromáticos hirviendo. El nitrógeno lleva a cabo el CO2 y supera la reversibilidad de la reacción. Se obtienen rendimientos de carbodiimidas hasta casi cuantitativos en unas pocas horas a temperaturas moderadas en presencia de catalizadores. Los óxidos de fosfina se encuentran entre los catalizadores más eficientes, pero también lo son muchos óxidos de elementos de los grupos VB y VIB ( por ejemplo, óxidos de aminas terciarias , de triarlarinas, de triarilstibinas, dimetilsulfóxido , etc. ), así como varios alquil o aril fosforamidas. . En la actualidad, los catalizadores preferidos para las preparaciones de carbodiimida son 1-etil-3-metil-3-fosfolen-1-óxido y 1-óxido de 1-fenil-3-metil-3-fosfoleno; otros compuestos similares, tales como, etc. , han mostrado una actividad más baja. Las polimerizaciones se llevan a cabo habitualmente en varios disolventes inertes, aunque la precipitación ocurre normalmente a medida que aumentan los valores de peso molecular, debido a la solubilidad generalmente pequeña de las poli (carbodi-imidas). Los enlaces de carbodiimida se forman a menudo durante la producción de poli (isocianurato). Como heterocumulenos típicos, las carbodiimidas pueden sufrir un interesante espectro de reacciones, incluida la homopolimerización , a través de sus dobles enlaces. Por tanto, las poli (carbodiimidas) deben considerarse polímeros reactivos , que pueden añadir nucleófilos próticos de forma similar a los isocianatos y se utilizan, por ejemplo, como captadores de ácidos para la estabilización de poliéster.
Estabilización de hidrólisis altamente efectiva
Los estabilizadores, que prolongan la vida útil de los plásticos y poliuretanos, son a menudo los componentes clave que permiten el uso de estos materiales en aplicaciones críticas. El ataque por el agua o la humedad, particularmente a temperaturas elevadas, es una debilidad general de los productos que se producen por policondensación o contienen productos de policondensación, como por ejemplo poliamida o poliéster. La degradación o descomposición de los polímeros por el agua y los ácidos se conoce como hidrólisis. En la hidrólisis, la molécula de éster del polímero se escinde por la acción del agua para producir un ácido carboxílico y un alcohol. Una vez iniciado, este proceso acelera auto- catalíticamente y, en ausencia de carbodiimidas, da como resultado una descomposición completa. La carbodiimidas tiene una reputación mundial como agente antihidrólisis altamente eficaz para muchos polímeros, como PU, PET, PBT, TPU, TPEE, PA y EVA. La estabilización de un polímero con carbodiimida aumenta hasta tres veces su vida útil. Cuando Stabaxol reacciona con los productos de escisión ácido carboxílico o agua, da lugar a compuestos de urea que no tienen impacto negativo sobre el material estabilizado.
Espumas de policarbodiimida
El enlace carbodiimida es un enlace difuncional térmicamente estable que se usa preferiblemente para producir espumas de isocianurato modificadas con carbodiimida. Este enlace se forma mediante la reacción de condensación de grupos isocianato acompañada de la generación de gas dióxido de carbono. La cantidad de dióxido de carbono generado es suficiente para producir espumas de baja densidad con estructuras de celda abierta. Por tanto, la preparación de espumas con un alto porcentaje de células cerradas o espumas de alta densidad es difícil. Estas espumas son bastante diferentes de otras espumas a base de isocianato, por ejemplo, espumas de uretano , espumas de isocianurato y espumas de oxazolidona. Los poliisocianatos utilizados para preparar espumas de carbodiimida incluyen TDI, prepolímeros basados en TDI , oligómeros de MDI líquido e isocianatos poliméricos.
Nota
Los grupos carbodiimida –N=C=N- reaccionan con los grupos carboxílicos –COOH a temperatura ambiente. La principal aplicación de Stabaxol® P 100 es la protección contra la hidrólisis de PET, PBT, PA y TPE. La adición de solo 2,0% en peso de policarbodiimida en el PET aumenta la vida útil de este último de 3 a 4 veces. Dependiendo del número de grupos terminales ácidos y del contenido de humedad del polímero a estabilizar, así como del efecto estabilizador a obtener, se recomienda utilizar policarbodiimida al 1.0 - 2.5% en peso. La dosis más adecuada depende sobre los requisitos que deben cumplirse y siempre deben determinarse en juicios preliminares. Policarbodiimida se dosifica preferiblemente por separado a la zona de alimentación de la extrusora.