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Tesis

Polimerizaci髇 de benzoxazinas funcionalizadas. Estudio mecan韘ticoFunctionalized benzoxazines polymerization. Mechanistic study

Resumen

Actualmente en el campo de los materiales poliméricos se está desarrollando un nuevo tipo de resinas fenólicas a partir de las 3,4-dihidro-2H-1,3-benzoxazinas. La síntesis de estos compuestos heterocíclicos tiene lugar por reacción de un fenol, una amina primaria y formaldehído. Estos monómeros bajo la acción de temperatura o catalizadores dan lugar a las polibenzoxazinas mediante un proceso de apertura de anillo.

Los polímeros resultantes poseen buena estabilidad térmica, interesantes propiedades mecánicas, además de una excelente resistencia química y a la radiación UV. El pequeño cambio de volumen que experimentan durante el proceso de polimerización junto con su baja viscosidad que facilita el procesado los hacen muy útiles en la industria. Su baja constante dieléctrica y su bajo nivel de absorción de agua hacen que sean especialmente utilizados como soportes electrónicos. Por último, cabe destacar que la presencia de nitrógeno y anillos aromáticos les confiere cierto carácter retardante a la llama.

Normalmente la polimerización de benzoxazinas transcurre a elevadas temperaturas, generalmente superiores a 200ºC. Sin embargo, es habitual el uso de catalizadores de naturaleza ácida para facilitar el proceso. Así, los mecanismos de propagación descritos en la literatura para la polimerización de este tipo de monómeros son de naturaleza catiónica y están basados en el ataque de las posiciones nucleófilas al anillo heterocíclico activado.

La mayoría de las benzoxazinas utilizadas a nivel industrial para la obtención de materiales son difuncionales, como las derivadas del Bisfenol-A, ya que dan lugar a estructuras entrecruzadas. Este hecho hace que la mayoría de estudios realizados hasta el momento hagan referencia a este tipo de compuestos y no a las benzoxazinas monofuncionales, por lo que existe poca información acerca del mecanismo y la estructura de este tipo de polímeros. Por esta razón, en este trabajo se ha estudiado la formación de polímeros mediante la polimerización de benzoxazinas monofuncionales preparadas expresamente para dicho fin.

Así, el objetivo principal ha consistido en la realización de un minucioso estudio del mecanismo de polimerización. Para ello, se ha llevado a cabo la síntesis de una familia de benzoxazinas que contienen grupos con distinto carácter electrónico, a partir de distintos fenoles y aminas aromáticas, optimizando los métodos de síntesis existentes.

En primer lugar se ha estudiado la polimerización térmica de dichos monómeros mediante calorimetría diferencial de barrido, teniendo en cuenta principalmente la influencia de sustituyentes con diferente carácter electrónico sobre la temperatura de polimerización. Además, también se ha estudiado la polimerización térmica en monómeros altamente reactivos que contienen grupos ácido y fenol, observando el efecto activador que originan estos grupos sobre la polimerización.

Se ha propuesto un nuevo sistema iniciador consistente en la combinación de trifluoruro de boro con alcoholes basándose en los resultados obtenidos en la polimerización térmica. Este sistema resulta especialmente efectivo en la polimerización en solución de este tipo de monómeros, permitiendo obtener los correspondientes polímeros con elevadas conversiones en unas condiciones de polimerización muy suaves. Se ha demostrado que con este sistema iniciador el mecanismo de propagación es distinto al descrito en la literatura. Se ha propuesto un nuevo mecanismo de polimerización en base a estudios cinéticos, a la caracterización microestructural por RMN, y a la realización de experimentos con monómeros marcados isotópicamente con deuterio.

Finalmente, se ha llevado a cabo un estudio de la polimerización térmica de monómeros benzoxazínicos que contienen a la vez grupos glicidilo en su estructura, pudiéndose llegar a separar los dos procesos de polimerización con el uso de catalizadores. Este hecho ha permitido la obtención de poliéteres lineales con grupos benzoxazina laterales, pudiendo ser entrecruzados a temperaturas superiores.

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As combate Noruega el cambio clim醫ico | DW Documental

​Noruega se ha propuesto absorber todas las emisiones de di髕ido de carbono de la industria europea. Para ello, pretende bombear el CO2, el elemento m醩 perjudicial para el clima, en las capas rocosas que subyacen al mar del Norte. Un reportaje sobre los riesgos del almacenamiento artificial del di髕ido de carbono.

En numerosos procesos de la industria qu韒ica, metal鷕gica o del cemento es inevitable que se genere di髕ido de carbono, un gas de efecto invernadero. El gas podr韆 capturarse y transportarse en barco a Noruega. Es una oferta tentadora, porque parece m醩 barata que evitar la producci髇 de CO2. Desde una estaci髇 de bombeo al norte de Bergen, se canalizar韆 sobre el fondo del mar del Norte y luego se introducir韆 en el suelo, a 2.500 metros de profundidad. En el proyecto Northern Lights, Noruega est probando todas las fases necesarias para aplicar la tecnolog韆 de captura y almacenamiento de carbono. En Alemania, hasta ahora ha habido mucha resistencia a los experimentos para almacenar CO2 bajo tierra. Sin embargo, los expertos del Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Clim醫ico asumen en casi todos sus escenarios que ser necesario capturar y almacenar miles de millones de toneladas de gases de efecto invernadero de la atm髎fera. De lo contrario, el aumento de temperatura global no podr韆 contenerse por debajo de los dos grados.

Sin embargo, hay una manera natural de fijar los gases de efecto invernadero: volviendo a llenar de agua las turberas, ya que las turberas drenadas son responsables de alrededor del cinco por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero de Alemania. El nivel del agua de las turberas es lo que determina si estas perjudican o protegen el clima: a largo plazo, las turberas podr韆n fijar grandes cantidades de CO2. El reportaje sopesa los pros y los contras de almacenar el CO2 y se plantea por qu la reinundaci髇 de pantanos no avanza desde hace a駉s.