Politetrahidrofurano (PTHF)
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Politetrahidrofurano (PTHF)
El politetrahidrofurano (PTHF), también conocido como poli (tetrametilen éter) glicol (PTMEG), consta de unidades repetidas –CH2CH2CH2CH2O– y se puede obtener mediante el cultivo de tetrahidrofurano (THF). Los productos disponibles comercialmente exhiben normalmente pesos moleculares de 1000 y 2000 g / mol y se utilizan en la producción de poliuretanos y poliésteres debido a sus excelentes propiedades elastoméricas.
Historia PTHF
Los primeros informes sobre la polimerización del THF fueron publicados a finales de la década de 1930, sin embargo, se realizaron estudios intensivos principalmente después de la Segunda Guerra Mundial, resumidos en varias revistas y libros. (Mn = 2000–3000 g/mol) PTHF tiene excelentes propiedades elastoméricas; sin embargo, su producción es bastante costosa. Por lo tanto, desde 1960, solo el PTHF de bajo peso molecular (200-2000 g/mol) está disponible comercialmente y se usa como segmento de cadena en poliuretanos o poliésteres.
Polimerización PTHF
El PTHF se sintetiza mediante el cultivo de THF utilizando iniciadores comunes como ácidos protónicos fuertes (H2SO4, HSO3F o HClO4) o ácidos de Lewis (BF3, PF5, SbCl5). La polimerización procede con un carácter vivo y, por lo tanto, la terminación se puede lograr añadiendo, por ejemplo, agua o aminas. La terminación es necesaria para obtener polímeros estables; de lo contrario, puede producirse la despolimerización durante el estado de secado. Sin embargo, no es posible ajustar los pesos moleculares con este método y se pueden formar compuestos de alto peso molecular no deseados. Para prevenir estas especies no deseadas de alto peso molecular, se pueden agregar agentes de transferencia: primero, permiten el control del peso molecular, y segundo, se pueden introducir grupos funcionales directamente en el extremo de la cadena. Por ejemplo, la adición de anhídrido acético como agente de transferencia conduce directamente a grupos terminales acetato que pueden hidrolizarse después de la polimerización, dando así un compuesto funcional bishidroxi con peso molecular ajustado.
Propiedades PTHF
El PTHF es un polímero semicristalino que es soluble en muchos disolventes orgánicos polares como cloroformo y acetato de etilo, y disolventes orgánicos no polares, por ejemplo, benceno y tolueno. La apariencia cambia según el peso molecular: los materiales de bajo peso molecular son aceites pegajosos y viscosos a temperatura ambiente y, al aumentar el peso molecular, la textura cambia de las ceras a materiales duros. En el mismo orden, Tg y Tm cambian. Para pesos moleculares muy bajos (Mn = 250 g/mol), el polímero exhibe una Tm de -15°C y una Tg de -98°C, mientras que los polímeros con un peso molecular de Mn = 2000 g/mol exhiben una Tm de 33°C y una Tg de −84°C. A medida que los polímeros se solidifican a temperatura ambiente, es importante precalentarlos antes de transferirlos, por ejemplo, en camiones cisterna. Además, el PTHF es higroscópico y debe almacenarse en tanques cerrados bajo una atmósfera de nitrógeno. Bajo temperaturas elevadas o en presencia de oxígeno, los polímeros sufren degradación y deben agregarse antioxidantes como aminas o pirocatecoles.
Poliéteres de recursos renovables
En la actualidad, el mercado de materiales derivados de recursos naturales y renovables está aumentando enormemente debido al cambio climático, la degradación ambiental y la escasez de recursos. Por ello, científicos e ingenieros desarrollaron nuevas técnicas y procesos de producción para aislar materias primas renovables y convertirlas en productos comercialmente interesantes. Sin embargo, también, los primeros polímeros utilizados en la vida cotidiana se basaron en productos naturales como la celulosa. En las siguientes secciones, se discutirán en detalle algunos materiales renovables a base de poliéter. Los polisacáridos, por ejemplo, son poliacetales, que pueden considerarse formalmente como diéteres de dioles geminales.
Aplicaciones PTHF
El PTHF se aplica principalmente como compuesto elastomérico en poliuretanos o poliésteres. Los poliuretanos con segmentos blandos de PTHF tienen propiedades sobresalientes. Presentan una excelente estabilidad hidrolítica y propiedades elastoméricas, alta resistencia a la abrasión y alta permeabilidad al vapor de agua, lo que hace que estos materiales sean muy interesantes para la industria textil. Los poliuretanos a base de PTHF se conocen como fibras Spandex o Elastan, que se procesan en trajes de baño, ropa interior y ropa deportiva. Además, los elastómeros termoplásticos de poliuretano (TPU) se aplican en neumáticos, piezas de automóviles, revestimientos de cables, revestimientos de techos y suelos y películas incoloras.