estudio de poliesteres

1. Proyectomemoriadetítulo:
Estudio de poliésteressililados obtenidos vía
transesterificacióndel éstergraso
10-undecenoatode metiloy compuestos
fenólicos
Claudio Urrutia Cabezas
Profesores guía: Dr. Mohamed Dahrouch.
Dr. Nicolás Gatica.
1

2. Introducción
• Dependencia de materiales petroquímicos
• Sustentabilidad en el tiempo.
• Acumulación.
• Nuevas exigencias comerciales.
Se espera que los biomateriales sean sustitutos parciales o totales de
los polímeros convencionales
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Tabla n°1: Comparación entre bioplásticos y petroplásticos

3. Aceites naturales
• Los aceites naturales constituyen una fuente abundante de recursos
renovables. La presencia de grupos funcionales permiten variadas
modificaciones químicas, en este caso para el desarrollo de polímeros.
G.Lligandas, J. C. Ronda, M. Galia, V. Cádiz, Renewable polimeric material for vegetable
oils: a perspective, Materials today, 2013, 16, 9
3

4. 10-undecenoato de metilo
• El aceite de ricino contiene aproximadamente un 85-90% de
triglicéridos del ácido ricinoleico de importancia sintética al poseer
grupos hidroxilo, carbonilo y doble enlace. Mediante pirolisis en
vacío, se obtiene el ácido 10-undecenoico, un ácido graso con un
doble enlace terminal.
G. Totaro, L. Cruciani, M. Vannini, G. Mazzola, D. Di Gioia, A. Celli, L. Sisti, Synthesis of
castor-oil derived polyesters with antimicrobial activity, European Polymer Journal, 2014,
116, 31-36
4

5. Siloxano
• Siloxanos poseen importantes propiedades físicas y químicas,
con un amplio rango de aplicaciones. Siloxanos y siliconas son
conocidos por su estabilidad térmica (siliconas usualmente no
se degradan con temperaturas inferiores a 350°C), con una
baja temperatura de transición vítrea Tg, resistencia a la
oxidación y baja permeabilidad.
5

6. Hidrosililación
• La hidrosililación es la reacción entre un alqueno o alquino con un
Si-H para obtener alquilsilanos o vinilsilanos respectivamente. La
reacción es ampliamente utilizada en la industria para la preparación
de monómeros que contienen enlaces carbono-silicio y polímeros
entrecruzados. Para la hidrosililación se utilizan catalizadores de
complejos metálicos.
6
(CH2)10
COOMe
Me
MeMe
O
SiSi
Me(CH2)10
MeOOC

7. Estudio previo
• Como antecedente se tiene la preparación de poliésteres sililados a
partir de 10-undecenoato de metilo y polióxido de tetrametileno
(PTMO).
Katir, N., El Kadib, A., Dahrouch, M., Castel, A., Gatica, N., Benmaarouf, Z., Riviere, P.
Amphiphilic polyesters derived from silylated and germylated fatty compounds.
Biomacromolecules, 2009, 10, 850–857
7

8. Compuestos fenólicos
• La incorporación de grupos aromáticos a los polímeros permite obtener
estructuras con un mayor grado de cristalinidad y puntos de fusión más
altos respecto a los polímeros sin unidad aromática.
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OHOH
OH
OH OH
Me
Me
OH OH
8

9. Transesterificación
La transesterificación consiste en la reacción entre un éster y un alcohol
para formar un nuevo éster y la formación de el alcohol
correspondiente.
9

10. Hipótesis
• La reacción de transesterificación entre el monómero diéster sililado
y los diferentes compuestos fenólicos permitirían obtener
biopoliesteres aromáticos.
• La incorporación de fenoles en estos materiales permitiría obtener
biopoliesteres más cristalinos, duros y con elevada resistencia
térmica.
10

11. Objetivos
Objetivo general
• Obtener poliésteres sililados derivados del éster graso 10-undecenoato de
metilo y compuestos fenólicos
Objetivos específicos
• Preparar el monómero diéster sililado a partir del 10-undecenoato de
metilo y 1,1,3,3-tetrametildisiloxano
• Caracterizar el monómero mediante FT-IR, 13C-RMN y 1H- RMN
• Sintetizar biopoliesteres vía reacción de trasesterificación entre el
monómero diéster sililado y diferentes fenoles di o trifuncionales
• Caracterizar los biopoliesteres obtenidos utilizando FT-IR, 13C-RMN y 1H-
RMN
• Evaluar los pesos moleculares de los diferentes biopoliesteres sintetizados
mediante cromatografía de permeación en gel (GPC)
• Determinar las propiedades térmicas de los compuestos (TGA y DSC)
• Estudiar la morfología de los compuestos vía microscopia (SEM)
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12. Metodología
• Preparación de diéster (dihidrosililación):
Caracterizaciones:
• FT-IR
• 13C-RMN
• 1H- RMN
Me
MeMe
O SiSi
Me
HH + CH2 CH (CH2)8 COOMe2
[cat]
80 °C
4 h
(CH2)10 COOMe
Me
MeMe
O SiSi
Me
(CH2)10MeOOC
Tolueno
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13. Metodología
• Preparación de
poliésteres
(transtesterificación):
Caracterizarizaciones
FT-IR, 13C-RMN y 1H- RMN
DSC, TGA
(CH2)10 COOMe
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10MeOOC
OHPhOH
Cat: Ti(OBu)4
180°C
t: 1, 2, 3, 4 h
O(CH2)10 COOPh
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10CO
n
Cat: Ti(OBu)4
180°C
t: 1, 2, 3, 4 hOH
OHPhOH
O(CH2)10 COOPh
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10CO
n
O
n
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH OH
Me
Me
OH OH
OH
OH
OH
OHOH
OH
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14. Desarrollo del proyecto
Ago Sep Oct Nov Dic En Feb Mar Abr May Jun
Revisión bibliográfica X X X X X X X X X X X
Redacción proyecto X X
Preparación diester X X X X
Preparación
poliesteres
X X X
Caracterización
poliesteres
X X X
Redacción tesis
X X
Defensa tesis X
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15. Avances experimentales
• Espectro FT-IR monómero diéster
15
(CH2)10 COOMe
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10MeOOC

16. Avances experimentales
• Espectro H-RMN
16
(CH2)10 COOMe
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10MeOOC

17. Avances experimentales
• Espectro C-RMN
17
(CH2)10 COOMe
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10MeOOC

18. Avances experimentales
• Espectro FT-IR 1,5-Naftalenodiol
18OH
OH

19. Avances experimentales
• Espectro FT-IR Poliéster 1,5-naftalenodiol-monómero diéster
19
n
O
O(CH2)10 CO
Me
Me
Me
O SiSi
Me
(CH2)10CO