Estado De Arte Bensoxacinas
Páginas: 5 (1193 palabras)
Publicado: 23 de enero de 2013
Estado del arte de benzoxazinas y polibenzoxazinas.
Las benzoxazinas son el producto de reacción entre formaldehído, una amina primaria y un compuesto fenólico [1, 2, 3, 4]. Se producen a partir de una variante de la reacción de Manich, en la cual, se hace reaccionar, inicialmente, formaldehído con una amina primaria o secundaria dando lugar a una imina, que reaccionara, finalmente,con una aldehído o cetona enolizable para formar una base de Manich.
En el caso de formación de las benzoxazinas la amina utilizada es primaria, permitiendo así la formación de una imina que reacciona con la posición orto del fenol y de una segunda imina que reacciona con el grupo hidroxilo del compuesto fenólico, formando así el anillo oxazínico.
Un anillo oxazínico es unheterociclo, el cual tiene dentro de su estructura un átomo de oxígeno y un átomo de nitrógeno. Conformacionalmente, este ciclo adquiere un arreglo de silla, que es su configuración más estable hasta que se da la apertura. [9, 10]
La gran variedad de compuestos fenólicos y de aminas primarias permite sintetizar una amplia gama de benzoxazinas, las cuales varían notablemente en sus propiedades, y,por ende, en su aplicación, dependiendo de la estructura. [2, 6]
Las benzoxazinas son un compuesto de interés actual debido al gran potencial que tienen como sustitutos de las resinas fenólicas convenciones. Algunas ventajas de estos compuestos comparados con las novolacas tradicionales son:
• Mínima absorción de humedad.
• Reacción de curado en ausencia de catalizador• Cero emisiones de VOCs en el proceso de curado
• Vida útil y de almacenamiento mayor que una fenólica normal.
• Cero expansión volumétrica en el proceso de curado
• Alta temperatura de degradación térmica.
• Mayor cantidad de material sin degradar térmicamente sobre los 800°C (alta formación de char)
• Mayores módulos mecánicas que una novolaca común.[1]
No obstante, después de formado el polímero (POLIBENZOXAZINAS), se obtiene un material más quebradizo que una resinas fenólica normal, lo cual es una gran desventaja [2]
Existen varias rutas de síntesis de estos interesantes compuestos, tanto para el monómero como para el polímero.
Inicialmente la ruta de formación de la benzoxazina consistía en un cargue másico de todoslos reactivos en una reactor con agitación, facilitando la movilidad de la mezcla con la presencia de un solvente [3, 4, 6, 9, 10]. La mezcla era calentada a reflujo por algún tiempo y finalmente era lavada con una solución de NaOH que permitiera la purificación del monómero a partir de la formación de fenolatos tanto con el monómero fenólico libre como con los oligómeros formados por aperturadel anillo benzoxazínico [9, 10]
Ishida y colaboradores diseñaron y patentaron un método de síntesis en ausencia de solventes el cual, además de eliminar el uso de este medio de reacción contaminante, generaba mayores rendimientos. [3, 8, 9, 10]. Así como Ishida, muchos científicos han realizado síntesis en ausencia de solventes a partir de reactivos iniciales diferentes, los cuales hansido patentados.
La síntesis en ausencia de solvente consta de dos etapas, a saber:
• Formación de un intermedio de reacción entre el formaldehído y la amina primaria (formación de triazinas)
• Reacción de la triazina con el compuesto fenólico. [9, 10]
Usando bisfenol A, anilina y paraformol se han obtenido rendimientos el 99%, mientras que, con los mismos reactivosde partida y utilizando el método del solvente, se obtienen rendimientos del 26% [10]
La polimerización de los monómeros de benzoxazina se da por apertura del anillo oxazínico [2, 6, 7, 8, 9, 10]. La apertura de este heterociclo es térmica, sobre los 180°C – 200°C [2, 6, 7, 8, 9, 10], lo cual permite el entrecruzamiento y curado del polímero, generando así un compuesto infusible que...
Las benzoxazinas son el producto de reacción entre formaldehído, una amina primaria y un compuesto fenólico [1, 2, 3, 4]. Se producen a partir de una variante de la reacción de Manich, en la cual, se hace reaccionar, inicialmente, formaldehído con una amina primaria o secundaria dando lugar a una imina, que reaccionara, finalmente,con una aldehído o cetona enolizable para formar una base de Manich.
En el caso de formación de las benzoxazinas la amina utilizada es primaria, permitiendo así la formación de una imina que reacciona con la posición orto del fenol y de una segunda imina que reacciona con el grupo hidroxilo del compuesto fenólico, formando así el anillo oxazínico.
Un anillo oxazínico es unheterociclo, el cual tiene dentro de su estructura un átomo de oxígeno y un átomo de nitrógeno. Conformacionalmente, este ciclo adquiere un arreglo de silla, que es su configuración más estable hasta que se da la apertura. [9, 10]
La gran variedad de compuestos fenólicos y de aminas primarias permite sintetizar una amplia gama de benzoxazinas, las cuales varían notablemente en sus propiedades, y,por ende, en su aplicación, dependiendo de la estructura. [2, 6]
Las benzoxazinas son un compuesto de interés actual debido al gran potencial que tienen como sustitutos de las resinas fenólicas convenciones. Algunas ventajas de estos compuestos comparados con las novolacas tradicionales son:
• Mínima absorción de humedad.
• Reacción de curado en ausencia de catalizador• Cero emisiones de VOCs en el proceso de curado
• Vida útil y de almacenamiento mayor que una fenólica normal.
• Cero expansión volumétrica en el proceso de curado
• Alta temperatura de degradación térmica.
• Mayor cantidad de material sin degradar térmicamente sobre los 800°C (alta formación de char)
• Mayores módulos mecánicas que una novolaca común.[1]
No obstante, después de formado el polímero (POLIBENZOXAZINAS), se obtiene un material más quebradizo que una resinas fenólica normal, lo cual es una gran desventaja [2]
Existen varias rutas de síntesis de estos interesantes compuestos, tanto para el monómero como para el polímero.
Inicialmente la ruta de formación de la benzoxazina consistía en un cargue másico de todoslos reactivos en una reactor con agitación, facilitando la movilidad de la mezcla con la presencia de un solvente [3, 4, 6, 9, 10]. La mezcla era calentada a reflujo por algún tiempo y finalmente era lavada con una solución de NaOH que permitiera la purificación del monómero a partir de la formación de fenolatos tanto con el monómero fenólico libre como con los oligómeros formados por aperturadel anillo benzoxazínico [9, 10]
Ishida y colaboradores diseñaron y patentaron un método de síntesis en ausencia de solventes el cual, además de eliminar el uso de este medio de reacción contaminante, generaba mayores rendimientos. [3, 8, 9, 10]. Así como Ishida, muchos científicos han realizado síntesis en ausencia de solventes a partir de reactivos iniciales diferentes, los cuales hansido patentados.
La síntesis en ausencia de solvente consta de dos etapas, a saber:
• Formación de un intermedio de reacción entre el formaldehído y la amina primaria (formación de triazinas)
• Reacción de la triazina con el compuesto fenólico. [9, 10]
Usando bisfenol A, anilina y paraformol se han obtenido rendimientos el 99%, mientras que, con los mismos reactivosde partida y utilizando el método del solvente, se obtienen rendimientos del 26% [10]
La polimerización de los monómeros de benzoxazina se da por apertura del anillo oxazínico [2, 6, 7, 8, 9, 10]. La apertura de este heterociclo es térmica, sobre los 180°C – 200°C [2, 6, 7, 8, 9, 10], lo cual permite el entrecruzamiento y curado del polímero, generando así un compuesto infusible que...
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