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Poliol

En química orgánica , un poliol es un compuesto orgánico que contiene múltiples grupos hidroxilo ( −OH ). El término "poliol" puede tener significados ligeramente diferentes según se utilice en la ciencia de los alimentos o en la química de polímeros . Los polioles que contienen dos, tres y cuatro grupos hidroxilo son dioles , [1] trioles , [2] y tetroles, [3] [4] respectivamente.

Clasificación

Los polioles pueden clasificarse según su composición química. [5] Algunas de estas composiciones químicas son poliéter, poliéster, [6] policarbonato [7] [8] y también polioles acrílicos. [9] [10] Los polioles de poliéter pueden subdividirse y clasificarse como óxido de polietileno o polietilenglicol (PEG), polipropilenglicol (PPG) y politetrahidrofurano o PTMEG. Estos tienen 2, 3 y 4 carbonos respectivamente por átomo de oxígeno en la unidad repetida. Los polioles de policaprolactona también están disponibles comercialmente. [11] También existe una tendencia creciente a utilizar polioles de base biológica (y, por lo tanto, renovables). [12] [13] [14] [15]

Usos

Los polioles de poliéter tienen numerosos usos. [16] [17] Por ejemplo, la espuma de poliuretano es un gran usuario de polioles de poliéter. [18]

Los polioles de poliéster se pueden utilizar para producir espuma rígida. [19] [20] Están disponibles en versiones aromáticas y alifáticas . [21] [22] También están disponibles en versiones alifáticas-aromáticas mixtas, a menudo fabricadas a partir de materias primas recicladas, normalmente tereftalato de polietileno (PET). [23]

Los polioles acrílicos se utilizan generalmente en aplicaciones de mayor rendimiento donde se requiere estabilidad a la luz ultravioleta [24] y también recubrimientos con menor contenido de COV . [25] [26] Otros usos incluyen recubrimientos directos sobre metal. [27] Como se utilizan donde se requiere una buena resistencia a los rayos UV, como en los recubrimientos para automóviles, el componente de isocianato también tiende a ser resistente a los rayos UV y, por lo tanto, generalmente se utilizan oligómeros de isocianato o prepolímeros basados ​​en diisocianato de isoforona . [28]

Los polioles a base de caprolactona producen poliuretanos con mayor resistencia a la hidrólisis. [29] [30]

Los polioles de policarbonato son más caros que otros polioles y, por lo tanto, se utilizan en aplicaciones más exigentes. [31] [32] Se han utilizado para fabricar un prepolímero basado en diisocianato de isoforona que luego se utiliza en recubrimientos de vidrio. [33] Se pueden utilizar en adhesivos termofusibles reactivos . [34]

Todos los polioles pueden utilizarse para producir prepolímeros de poliuretano . [35] [36] [37] Estos luego se utilizan en recubrimientos , [38] adhesivos , selladores y elastómeros . [39]

Polioles de bajo peso molecular

Estructura de una resina alquídica idealizada derivada del poliol glicerol (rojo, un poliol de bajo peso molecular) y anhídrido ftálico .

Los polioles de bajo peso molecular se utilizan ampliamente en la química de polímeros , donde funcionan como agentes de reticulación y extensores de cadena. Las resinas alquídicas , por ejemplo, utilizan polioles en su síntesis y se utilizan en pinturas y en moldes para fundición . Son la resina o "aglutinante" dominante en la mayoría de los recubrimientos comerciales "a base de aceite". Cada año se producen aproximadamente 200.000 toneladas de resinas alquídicas. Se basan en la unión de monómeros reactivos a través de la formación de ésteres. Los polioles utilizados en la producción de resinas alquídicas comerciales son glicerol , trimetilolpropano y pentaeritritol . [40] En la producción de prepolímeros de poliuretano, se puede utilizar un polioldiol de bajo peso molecular como el 1,4-butanodiol como extensor de cadena para aumentar aún más el peso molecular, aunque aumenta la viscosidad porque se introducen más enlaces de hidrógeno . [38]

Alcoholes de azúcar

Los alcoholes de azúcar , una clase de polioles de bajo peso molecular, se obtienen comúnmente por hidrogenación de azúcares. [41] : 363  Tienen la fórmula (CHOH) n H 2 , donde n = 4–6. [42]

Los alcoholes de azúcar se añaden a los alimentos debido a su menor contenido calórico que los azúcares ; sin embargo, también son, en general, menos dulces y a menudo se combinan con edulcorantes de alta intensidad . También se añaden a la goma de mascar porque no son descompuestos por las bacterias en la boca ni metabolizados a ácidos y, por lo tanto, no contribuyen a la caries dental . El maltitol , el sorbitol , el xilitol , el eritritol y el isomalt son alcoholes de azúcar comunes.

Polioles poliméricos

El término poliol se utiliza para diversas químicas de la estructura molecular. Los polioles pueden reaccionar con diisocianatos o poliisocianatos para producir poliuretanos . El MDI encuentra un uso considerable en la producción de espuma de PU. [43] Los poliuretanos se utilizan para fabricar espuma flexible para colchones y asientos, aislamiento de espuma rígida para refrigeradores y congeladores , suelas de zapatos elastoméricas , fibras (por ejemplo, Spandex ), revestimientos, selladores y adhesivos . [44]

El término poliol también se aplica a otras moléculas que contienen grupos hidroxilo. Por ejemplo, el alcohol polivinílico es ( CH2CHOH ) n con n grupos hidroxilo, donde n puede ser de miles. La celulosa es un polímero con muchos grupos hidroxilo, pero no se le denomina poliol.

Polioles de fuentes recicladas o renovables

Existen polioles basados ​​en fuentes renovables, como materiales de origen vegetal , como el aceite de ricino y el aceite de semilla de algodón . [45] [46] [47] Los aceites vegetales y la biomasa también son posibles materias primas de polioles renovables. [48] El aceite de semilla incluso se puede utilizar para producir polioles de poliéster. [49]

Propiedades

Dado que el término genérico poliol se deriva únicamente de la nomenclatura química y solo indica la presencia de varios grupos hidroxilo, no se pueden asignar propiedades comunes a todos los polioles. Sin embargo, los polioles suelen ser viscosos a temperatura ambiente debido a los enlaces de hidrógeno.

Véase también

Referencias

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