Determinación de dureza en materiales fotocurados

La síntesis de los productos TEG7070 y TEG7050 se llevó a cabo según el procedimiento descrito en las secciones 6.3 y 6.4, pero aumentando 10 veces la cantidad de reactivos, utilizando un reactor de 500 mL y con agitación mecánica. Las resinas se lavaron tres veces con agua destilada calentando y posteriormente enfriando en baño de hielo con el fin de eliminar el AM residual, enseguida fueron mezcladas con DMPA al 1 % (p/p) disuelto en acetona en el caso de TEG7070, y con cloroformo en el caso de TEG7050. Las resinas se colocaron en placas de vidrio (8 cm de largo, 2 cm de ancho y 3 mm de espesor) permitiendo la evaporación de solvente a temperatura ambiente en un cuarto oscuro. Se prepararon tres muestras para ser irradiadas con luz Uy a intensidades de 0.1, 1.9 Watts/cm2 y con luz solar (3.9 Watts/cm2) cada una. Se determinó dureza Shore en todas las muestras, de acuerdo a la norma ASTM 2240-02, a intervalos de tiempo determinados según la intensidad de la radiación empleada. Es decir, cuando se irradiaron las muestras con intensidad de 0.1 Watts/cm2, la

7.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El proceso para la obtención de recubrimientos fotocurables a través del reciclado de PET consta básicamente de tres etapas: glicólisis, esterificación y fotocurado.

En la primer etapa, es decir en la glicólisis, se evaluó el efecto de cuatro diferentes glicoles en características como solubilidad y viscosidad, para seleccionar los productos que continuarían su evaluación en la siguiente etapa (esterificación). De los productos obtenidos en esta segunda etapa, se seleccionaron los que presentaron solubilidad en algún solvente orgánico con el fin de ser homogenizados con un fotoiniciador, lo cual permitiera que fueran extendidos sobre superficies como vidrio o polietileno. Y finalmente evaluarlos durante el fotocurado, que constituye la tercer etapa del proceso.

Los glicoles evaluados fueron trietilenglicol, 1 ,8-octanodiol, glicerol y pentaeritritol. Cada uno a tres niveles de concentración; a su vez cada nivel de concentración de glicol se combinó con tres niveles de concentración de anhídrido maléico para obtener el poliéster insaturado que sería sometido a fotocurado. Solo ciertas combinaciones de glicol-anhídrido maléico fueron estudiadas un poco mas a detalle, tanto en la etapa de glicólisis como en la de esterificación. A estas combinaciones se les determinó el comportamiento cinético de las etapas de glicólisis, de esterificación y de fotocurado. Los casos de estudio fueron seleccionados de acuerdo a los criterios establecidos en el Esquema 8 (página 33), el cual señala que serán estudiados solamente aquellas resinas que formen peiculas. Para presentar y discutir estos resultados existen varias opciones, una de ellas se ilustra siguiendo las líneas horizontales del Esquema 11, e implicaría discutir cada glicol por separado: en cuanto a sus resultados de síntesis, caracterización y cinética de la etapa de glicólisis; siguiendo con los resultados de síntesis, caracterización y cinética de esterificación; para finalmente discutir lo observado en el estudio de la velocidad de fotocurado.

Otra opción es discutir los resultados obtenidos, tanto de caracterización como de cinética, en cada una de las tres etapas del proceso (líneas verticales en el esquema 11) y no por glicol, como en el caso anterior.

GLICÓLISIS ESTERIFICACIÓN FOTOCURADO Efecto de la

Caracterización Cinética Caracterización Cinética concentración Cinética

(IR, 1HRMN, (IR, 1HRMN, de DMPA e

GPC) GPC) intensidad de

radiaçión

TRIETILENGLICOL ₁

1 1

1,8-OCTANODIOL _{1 1 1}

GLICEROL y

PENTAERITRITOL ir

Esquema ¹¹

Una tercera opción, que es la adoptada en este documento, es la presentación de los resultados al estudiar la síntesis y caracterización (IR, 1HRMN, GPC) de cada uno de los cuatro glicoles ensayados, primero en la etapa de glicólisis y después en la de esterificación (Esquema 12).

GLICÓLISIS ESTERIFICACIÓN

Caracterización (IR, 11-LRMN,GPC) Caracterización (IR, 1HRMN GPC))

TRIETILENGLICOL 1,8-OCTANODIOL

GLICEROL PENTAERITRITOL

esquema ¹²

En una sección por separado, se presentarán los resultados referentes a los estudios cinéticos, únicamente de los glicoles seleccionados (TEG y OG) por haber formado películas en pruebas preliminares de fotocurado, ordenando estos resultados también por cada una de las etapas del proceso: glicólisis, esterificación y fotocurado, incluyendo el estudio del efecto de la intensidad de radiación y de la concentración de fotoiniciador, según el orden presentado en el Esquema 13.

oi1IIIij1I

concentración de

Cinética DMPAe

Cinética Cinética

intensidad de radiación

Finalmente, se presentarán los resultados obtenidos en el estudio sobre la caracterización de los productos resultantes en las etapas de glicólisis y esterificación., así como la cinética de ambas etapas, cuando se llevó a cabo la reacción empleando PET reciclado y TEG, ya que este glicol formó más rápido una película al ser irradiado con luz UV (Esquema 14).

GLICÓLISIS ESTERIFICACIÓN

Caracterización :

Cinética Caracterización

Cinética

(IR, 1HRMN, GPC) (IR, ¹HRMN, GPC)

TEG / PET reciclado

Esquema 14

Por otra parte, para seguir el grado de conversión o de consumo de una materia prima, y el de producción del compuesto que se está formando durante el proceso en solución, se puede seleccionar entre muestreos a intervalos medidos de tiempo de reacción, o bien detener el proceso en experimentos programados con tiempos de reacción progresivos. Cuando se decide muestrear la reacción durante intervalos definidos, es necesario realizar correcciones de las concentraciones, tanto de materias primas como de productos, para evitar el confundir una disminución en la concentración de una materia prima por efecto del muestreo, con una disminución por efecto de su conversión al producto o a algún intermediario. Cuando no se pueden hacer estas correcciones en las concentraciones mencionadas, existen otras opciones:

emplear soluciones muy concentradas, emplear soluciones altamente diluidas y muestrear volúmenes, de tal manera que la suma de todas las muestras tomadas no afecten significativamente el volumen inicial del medio de reacción.

En el caso de reacciones heterogéneas, la opción de tomar alícuotas para seguir el grado de conversión no es aplicable debido a la dificultad para lograr una reproducibilidad en la composición de la alícuota que se está tomando a lo largo de un mismo experimento, y mas aún, entre experimentos diferentes. Por tal motivo, los resultados de la cuantificación de materias primas y productos que se presentan en este documento son provenientes de experimentos que fueron detenidos después de un determinado tiempo de reacción.