Sintesi, caracterització i entrecreuament de noves reïnes epoxi fosforades retardants de la flama
Los compuestos organofosforados han demostrado ser buenos retardantes para materiales con un elevado contenido en oxigeno, como es el caso de las resinas epoxi, además de generar menos gases tóxicos y humo que los compuestos halogenados. Así, se ha descrito como la introducción de óxidos de fosfina,...
| Author: | |
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| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2004 |
| Country: | España |
| Institution: | CBUC, CESCA |
| Repository: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/8993 |
| Online Access: | http://www.tdx.cat/TDX-0704105-133918 http://hdl.handle.net/10803/8993 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Reïnes epoxi fòsfor retardants a la flama 547 |
| Summary: | Los compuestos organofosforados han demostrado ser buenos retardantes para materiales con un elevado contenido en oxigeno, como es el caso de las resinas epoxi, además de generar menos gases tóxicos y humo que los compuestos halogenados. Así, se ha descrito como la introducción de óxidos de fosfina, tanto en la cadena de resina epoxi como en el agente de curado, les confiere buenas propiedades retardantes a la llama ya que actúan a través de un mecanismo de intumescencia, formando una capa aislante que constituye una barrera física y térmica a la combustión. Los objetivos de este trabajo son la síntesis y el entrecruzamiento de nuevas resinas epoxi fosforadas, y el estudio de sus propiedades térmicas, mecánicas i de retardáncia a la llama.<br/>Una via de obtención de resinas epoxi fosforadas es la síntesis de prepolímeros fosforados derivados de IHPO i DGEBA así como de un nuevo diglicidilo alifático, el HEDGE, sin embargo en este caso a medida que el HEDGE reaccionaba con el IHPO formando el prepolímero, al mismo tiempo se producía su homopolimerización. De la misma forma que en el caso del IHPO, se intentó alargar la cadena del Fyrol 6 mediante su reacción con DGEBA o con EPC en preséncia de TBAH, pero no se produjo la reacción esperada lo que hizo que se descartara esta via de síntesis de resinas epoxi fosforadas.<br/>Una via alternativa es la síntesis de diglicidilos fosforados por lo que se hizo reaccionar el IHPO con EPC en medio básico y en preséncia de un catalizador de transferéncia de fase. Este nuevo diglicidilo experimenta reacciones de isomerización y descomposición a temperaturas elevadas, junto con la reacción de homopolimerización térmica, lo que hace necesario el uso de un catalizador en la reacción de curado, ya sea catiónico o aniónico.<br/>Otra forma de introducir fósforo en la resina epoxi es curando compuestos diglicidílicos con agentes de curado que contengan el grupo P=O. Por esta razón se sintetizaron dos aminas fosforadas, el BAMPO, una diamina que incorpora el grupo P=O unido directamente a dos anillos aromáticos, y la 2DOPO-A, una diamina que incorpora dos moléculas de DOPO en su estructura. También se sintetizó el DAPPO, una diamida donde el nitrógeno tiene una unión directa con el átomo de fósforo, que se decidió no incluir en el estudio de las reacciones de curado con los diglicidilos sintetizados, porqué producía grados de curados bajos.<br/>Una vez obtenidos los compuestos fosforados se estudió la reacción de curado del DGEBA con cinco aminas primárias (HMDA, DAT, DDM, BAMPO y 2DOPO-A) y se comparó con los resultados obtenidos del curado del IHPO-Gly y el HEDGE con estas cinco aminas. De este estudio se desprende que los tres glicidilos presentan temperaturas de reacción similares, sin que se pueda establecer ninguna relación con la estructura química del glicidilo, a diferéncia de las Tg obtenidas, que se ven afectadas tanto por la estructura del diglicidilo como del agente de curado. También se realizaron mezclas de IHPO-Gly con HEDGE o DGEBA, en proporciones que contenian el 1, el 3, el 5 y el 7% de P para poder ver la influéncia de la cantidad de fósforo presente en las resinas finales, que se curaron con DAT y con DDM. En los sistemas IHPO-Gly/HEDGE se observó un augmento de la Tg con la preséncia de la unidad P=O, mientras que en los sistemas IHPO-Gly/DGEBA la variación de la Tg se asocia a la preséncia de la estructura aromática.<br/>Mediante la técnica del DMTA se pudieron observar las Tg de los materiales obtenidos, así como una relajación hacia -50 provocada por los segmentos de los anillos oxiránicos abiertos, en todos los casos. Mediante la técnica del TGA se pudo determinar que la preséncia de fósforo inhibe la degradación oxidativa del resto carbonado en atmosfera de aire, produciendo la formación de un residuo intumescente que protege el material del fuego. Finalmente, mediante la aplicación del Test UL-94 de quemado vertical, todos los materiales fueron clasificados como V-0. |
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