Las polibenzoxazinas , también llamadas resinas de benzoxazina , son productos de polimerización curados derivados de monómeros de benzoxazina .
Las benzoxazinas son compuestos heterocíclicos bicíclicos que contienen un átomo de oxígeno y uno de nitrógeno en un anillo de seis miembros doblemente insaturado, específicamente un anillo de 1,3 - oxazina , fusionado con un anillo de benceno. El nombre sistemático IUPAC del monómero no sustituido prototípico es 3,4-dihidro-3-fenil-2 H -1,3-benzoxazina. Las benzoxazinas son productos de condensación entre una amina , un fenol y formaldehído , que se utilizan para producir resinas termoendurecibles o polímeros termoendurecibles . Debido a la amplia disponibilidad y el bajo costo de los materiales de partida (aminas, fenoles y formaldehído), así como a la facilidad de preparación ( reacción en un solo recipiente ), existen diversas benzoxazinas disponibles. Numerosas investigaciones se centran en las diferentes temperaturas de curado y las propiedades de los polímeros, como la reticulación, de las benzoxazinas derivadas de fenoles sustituidos. [ cita requerida ]
Las benzoxazinas comerciales de Huntsman se basan en bisfenoles: bisfenol-A , bisfenol-F, tiodifenol o diciclopentadienedifenol. [1]
Las benzoxazinas se pueden preparar mediante un proceso de un solo recipiente calentando una amina aromática, un fenol y formaldehído. Alternativamente, se pueden preparar secuencialmente. [ cita requerida ]
El curado de las benzoxazinas se lleva a cabo mediante polimerización térmica por apertura de anillo con o sin catalizador. (Los catalizadores reducen la temperatura de curado). Las benzoxazinas se pueden homopolimerizar para producir materiales rígidos, o se pueden copolimerizar con otros monómeros para ajustar las propiedades. [ cita requerida ]
El resultado del calentamiento de los monómeros de benzoxazina es una matriz polimérica termoendurecible de alto peso molecular. Los compuestos de esta matriz se utilizan cuando se requiere un mejor rendimiento mecánico y una mayor resistencia al fuego y a las llamas en comparación con las resinas epoxi y fenólicas . [2] Las polibenzoxazinas son una clase de polímeros de alto rendimiento sin halógenos .
Las principales aplicaciones de las resinas de polibenzoxazinas son en plásticos reforzados con fibra y como adhesivos . Son sustitutos de las resinas epoxi , fenólicas y de bismaleimida . Debido a su resistencia superior a los productos químicos, baja inflamabilidad y excelente estabilidad térmica, se utilizan para componentes que están expuestos a altas temperaturas y medios corrosivos. Los ejemplos incluyen recubrimientos resistentes a productos químicos y al calor, adhesivos, preimpregnados y encapsulantes, así como laminados libres de halógenos para placas de circuitos impresos . Las polibenzoxazinas también se utilizan en las industrias automotriz y aeroespacial para aplicaciones donde se requieren propiedades térmicas y mecánicas superiores en relación con las resinas convencionales. [ cita requerida ]
Se ha informado que es posible copolimerizar benzoxazinas con otros monómeros como epoxi y uretano. [3] [4] Esta copolimerización podría conducir a una mayor densidad de red de reticulación y, en consecuencia, a una mejora de las propiedades. [5] De hecho, los datos experimentales revelan una mejora en las propiedades térmicas. La temperatura de transición vítrea y la degradación mejoraron mediante la copolimerización. [6]