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Carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiciclohexano

El carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiciclohexano ( ECC ) es una resina epoxi cicloalifática que se utiliza en muchas aplicaciones industriales. Reacciona mediante polimerización catiónica utilizando fotoiniciadores termolatentes para formar termoendurecibles insolubles reticulados . Se sabe que las formulaciones basadas en resinas epoxi cicloalifáticas como ECC forman termoendurecibles mediante curado con alta resistencia térmica y química y buena adhesión. [2]

Historia

La homopolimerización de ECC se basa en el curado por radiación , que se lleva a cabo mediante la formación fotoquímica de un superácido y la posterior polimerización catiónica . Esto se realizó por primera vez en la década de 1970. [3]

Fabricación

El ECC se puede preparar mediante la reacción de Tishchenko de tetrahidrobenzaldehído y posterior epoxidación con un perácido . [4]

Propiedades

El ECC tiene una viscosidad dinámica de 400 mPa·s a 25 °C. [2]

Reactividad

Para la homopolimerización de ECC se añaden entre un 1,5 y un 3 % en peso de un iniciador. Por encima del 3 % en peso de iniciador no se observó ninguna aceleración adicional, sin embargo, el aumento de las proporciones de iniciadores aumenta la fragilidad del termoendurecible formado. Después de una fotopolimerización, normalmente sigue siendo necesario un postcurado térmico para completar la reacción. [5]

Se sabe que la reactividad del monómero es menor de lo que podría ser, ya que el grupo éster contenido puede reaccionar con el extremo reactivo de la cadena polimerizante y estabilizarlo. Por lo tanto, reacciona significativamente más lento que otras moléculas sin grupo éster. [2] [6] El ECC polimeriza también mucho más lentamente que los monómeros radicales. Por lo tanto, el objetivo de la investigación es encontrar monómeros polimerizables catiónicos con mayor tasa de polimerización pero el mismo rendimiento. [2]

Reticulación

El ECC reticulado catiónicamente se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales, debido a su baja viscosidad, excelentes propiedades eléctricas y alta confiabilidad, entre otras, como aislante eléctrico , como revestimiento y adhesivo o como tinta de impresión. [7] Sin embargo, el ECC homopolimerizado es extremadamente frágil, lo que es desventajoso. Este problema se puede abordar mediante la integración de partículas de elastómero en la matriz epoxi, como caucho o silicona, mediante la integración de rellenos inorgánicos [8] o mediante plastificación debido a la polimerización en presencia de polioles de poliéster. [9] Estos últimos se integran covalentemente a través del mecanismo activado por monómero en la red de polímero. [10]

Referencias

  1. ^ abcd Registro de 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexancarboxylat en la base de datos de sustancias GESTIS del Instituto de Seguridad y Salud Ocupacional , consultado el 1 de enero de 2015.
  2. ^ abcd Sasaki, Hiroshi (febrero de 2007). "Propiedades de curado de derivados de epoxi cicloalifáticos". Progress in Organic Coatings . 58 (2–3): 227–230. doi :10.1016/j.porgcoat.2006.09.030.
  3. ^ Crivello, JV; Lam, JHW ​​(octubre de 1978). "Polimerización catiónica fotoiniciada sensibilizada por colorante". Journal of Polymer Science: Edición de química de polímeros . 16 (10): 2441–2451. Código Bibliográfico : 1978JPoSA..16.2441C. doi : 10.1002/pol.1978.170161004.
  4. ^ Dillman, Brian; Jessop, Julie LP (1 de mayo de 2013). "Agentes de transferencia de cadena en la fotopolimerización catiónica de un monómero de epóxido bis-cicloalifático: efectos de propiedades físicas y cinéticas". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 51 (9): 2058–2067. Bibcode :2013JPoSA..51.2058D. doi :10.1002/pola.26595.
  5. ^ Atsushi Udagawa; Yasuhiko Yamamoto; Yoshio Inoue; Riichirô Chûjô (enero de 1991). "Propiedades mecánicas dinámicas de resinas epóxicas cicloalifáticas curadas mediante polimerizaciones catiónicas iniciadas por ultravioleta y calor". Polímero . 32 (15): 2779–2784. doi :10.1016/0032-3861(91)90108-U.
  6. ^ Crivello, James V.; Varlemann, Ulrike (octubre de 1995). "Estudio mecanístico de la reactividad del 3,4-epoxiciclohexilmetil 3',4'-epoxiciclohexancarboxilato en polimerizaciones catiónicas fotoiniciadas". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 33 (14): 2473–2486. doi :10.1002/pola.1995.080331421.
  7. ^ Cristina Mas; Ana Mantecón; Angels Serra; Xavier Ramis & Josep Maria Salla (2005-06-01). "Mejora de los termoendurecibles obtenidos a partir de resinas epoxi cicloalifáticas y γ-butirolactona con triflatos de lantánidos como iniciadores. I. Estudio del curado mediante calorimetría diferencial de barrido y transformada de Fourier infrarroja". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 43 (11): 2337–2347. Bibcode :2005JPoSA..43.2337M. doi :10.1002/pola.20711.
  8. ^ Lützen, Hendrik; Bitomsky, Peter; Rezwan, Kurosch; Hartwig, Andreas (enero de 2013). "Los polioles parcialmente cristalinos provocan cambios en la morfología y mejoran las propiedades mecánicas de las resinas epoxi polimerizadas catiónicamente". European Polymer Journal . 49 (1): 167–176. doi :10.1016/j.eurpolymj.2012.10.015.
  9. ^ Spyrou, Emmanouil (noviembre de 2001). "Polimerización catiónica iniciada por radiación con poliésteres hechos a medida". Progress in Organic Coatings . 43 (1–3): 25–31. doi :10.1016/S0300-9440(01)00240-5.
  10. ^ Yagci, Yusuf; Schnabel, Wolfram (1999-09-01). "Sobre el mecanismo de polimerización catiónica fotoiniciada en presencia de polioles". Die Angewandte Makromolekulare Chemie . 270 (1): 38–41. doi :10.1002/(SICI)1522-9505(19990901)270:1<38::AID-APMC38>3.0.CO;2-S.

Literatura