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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 dependiendo de si se utiliza en ciencia de los alimentos o en 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 se pueden clasificar según su química. [5] Algunas de estas químicas son poliéter, poliéster, [6] policarbonato [7] [8] y también polioles acrílicos. [9] [10] Los poliéter polioles 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 tanto, renovables). [12] [13] [14] [15]

Usos

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

Se pueden utilizar polioles de poliéster para producir espuma rígida. [19] [20] Están disponibles en versiones aromáticas y alifáticas . [21] [22] También están disponibles en versiones mixtas alifático-aromáticas, a menudo hechas de materias primas recicladas, generalmente 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 VOC . [25] [26] Otros usos incluyen revestimientos directos sobre metal. [27] Como se usan 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 usan oligómeros o prepolímeros de isocianato basados ​​en diisocianato de isoforona . [28]

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

Los policarbonatopolioles son más caros que otros polioles y, por tanto, se utilizan en aplicaciones más exigentes. [31] [32] Se han utilizado para fabricar un prepolímero a base de diisocianato de isoforona que luego se utiliza en revestimientos de vidrio. [33] Pueden utilizarse en adhesivos termofusibles reactivos . [34]

Todos los polioles pueden usarse para producir prepolímeros de poliuretano . [35] [36] [37] Estos luego encuentran uso 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 reticulantes 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 mediante 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 mediante 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 suelen combinarse con edulcorantes de alta intensidad . También se agregan a la goma de mascar porque las bacterias de la boca no los descomponen ni los metabolizan en ácidos y, por lo tanto, no contribuyen a la aparición de caries . El maltitol , el sorbitol , el xilitol , el eritritol y el isomalt son alcoholes de azúcar comunes.

polioles polimericos

El término poliol se utiliza para diversas químicas de la estructura molecular. Los polioles se pueden hacer 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 atribuye a otras moléculas que contienen grupos hidroxilo. Por ejemplo, el alcohol polivinílico es (CH 2 CHOH) n con n grupos hidroxilo donde n puede ser de miles. La celulosa es un polímero con muchos grupos hidroxilo, pero no se la conoce como poliol.

Polioles de fuentes recicladas o renovables

Hay polioles basados ​​en fuentes renovables, como materiales de origen vegetal, incluidos 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 renovables de polioles. [48] ​​El aceite de semilla se puede utilizar incluso para producir polioles de poliéster. [49]

Propiedades

Dado que el término genérico poliol sólo se deriva de la nomenclatura química y sólo 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.

Ver también

Referencias

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