Polioles de aceites vegetales
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Polioles sintetizados a partir de aceites vegetales
Los polioles son compuestos con varios grupos hidroxilo en su estructura, los cuales están disponibles para llevar a cabo reacciones de cabo diversas químicas que envuelvan a estos grupos con otros grupos capaces de aceptar protones de otras moléculas orgas. Sus pesos moleculares pueden estar comprendidos entre 500 y 4000 g mol-1, sin embargo si suelen utilizar polioles con pesos moleculares entre 1000 y 2000 g mol-1. Los polioles se utilizan tradicionalmente si obtienen por policondensación de ésteres o éteres. Los polioles obtenidos a partir de aceites vegetales requieren una serie de condiciones para su correcta utilización. Así, para sintetizar monómeros bien definidos los triglicéridos de los aceites vegetales necesitan ser fraccionados de acuerdo a sus estructuras químicas y posteriormente funcionalizados, lo que se puede lograr mediante reacciones químicas distintivas. Los grupos condensables capaces de ser empleados con este fin y que se han utilizado habitualmente son los grupos hidroxilo y carboxilo, capaces de ser obtenidos mediante reacciones de funcionalización de olefinas (oxidación, epoxidación, hidroformilación, metátesis o condensación). Por otra parte, para el fraccionamiento de bandejas triglicéridos existe una vía basada en la conversión de ácidos grasos de cadena amplia en diácidos de cadena amplia, también llamados ácidos grasos dimerizados; que pueden ser, además funcionalizados o no dependiendo de su uso final. Este tipo de poliol a base de ácidos dimerizados se utilizó en la síntesis de TPU que se estudió en los capítulos 3 y 4 del presente trabajo.
Preparación de polioles for oxidación de ser oxidados
Cuanto mayor es el nivel de insaturación, es decir cuanto mayor número de dobles enlaces tengan los triglicéridos, más susceptible to la oxidación será el aceite. Normalmente, la oxidación tiene lugar a través de un mecanismo radical en la cadena, lo que implica diferentes pasos como la iniciación, propagación y terminación. De este modo, se forman radicales libres en la estructura del polímero debido a diversos procesos como pueden ser reacciones fotoquímicas. Dichos radicales libres, que si se generan durante la etapa de iniciación, reaccionan con el O2 para formar peróxidos e hidroperóxidos. Estos compuestos reaccionan con la cadena polimérica de los triglicéridos para formar alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos carboxílicos. El grado de oxidación en cada caso, es decir, decir cual o cuales de estas funciones se formarán, depende de la estructura original del triglicérido. Este proceso para la obtención de polioles es rápido y relativamente sencillo desde el punto de vista experimental ya que la oxidación tiene lugar en una sola etapa, presentando un bajo costa. Sin embargo es necesario un tratamiento posterior del poliol formado debido a la generación de malos olores, sobre elevado valor ácido, la gran variabilidad en su composición, cambios de color, etc. En un estudio reciente si se propone un método que implica la fotooxigenación con oxígeno singlete de aceites vegetales y la posterior reducción de los derivados hidroperóxidos a una mezcla de alcoholes alílicos secundarios. Este método parecía conveniente tanto desde un punto de vista económico como ecológico.
Poliolos preparados para la epoxidación
Como si se hubiera comentado en apartados anteriores, la epoxidación de dobles enlaces es una reacción para la funcionalización de triglicéridos muy utilizada. Los estudios llevados a cabo por el grupo de Petrović retomaron plenamente las transformaciones que pueden llevar a cabo a cabo para pasar de grupos epoxi a grupos hidroxilo.
Bio-compuestos termoplásticos basados en aceites vegetales
Así, la apertura del grupo epoxi se plantea en el cabo, generalmente, con una reactiva de alta polaridad como puede ser el agua o alcoholes en un proceso catalizado por ácidos orgánicos o inorgánicos. Asimismo, si se ha propuesto también y la utilización de un proceso de hidrogenación para dar alcoholes secundarios. El paso de ácidos grasos epoxidados a hidroxilados se puede llevar a cabo a cabo por (i) hidrogenación catalítica; (ii) hidrólisis ácida mediante ácido clorhídrico o bromhídrico, dando lugar a polioles hidrogenados; o (iii) para una reacción de apertura de anillo catalizada por ácidos (el ácido fluorobórico es el que dio mayor índice hidroxilo) con metanol, dando lugar a polioles metoxilados. Formación de polioles para partir de aceite de soja epoxidado.