Valorización del aceite de ricino en química de polímerossíntesis de poliésteres y poliuretanos a partir de heptanal

Resumen

En la actualidad, la mayoría de las materias primas de la industria química de polímeros provienen de fuentes no renovables. La limitación que estas fuentes presentan y su creciente encarecimiento son las principales desventajas con respecto al concepto de desarrollo sostenible. Es por ello que los materiales basados en fuentes renovables y en concreto aceites vegetales están cada vez más presentes en la investigación así como en la industria. Una de los aceites vegetales más empleados en esta área es el aceite de ricino, no apto para su consumo en la alimentación humana. A partir de este aceite, mediante su pirólisis, se obtiene heptanal y ácido 10-undecenoico. Pese a que este último ha sido ampliamente estudiado en la síntesis de polímeros, el heptanal presenta un papel casi inexistente en lo que se refiere a la síntesis de polímeros. A la vista de estos antecedentes se ha planteado como objetivo general de esta tesis el desarrollo de nuevos polímeros sostenibles a partir del aceite de ricino, como fuente renovable, utilizando transformaciones medioambientalmente compatibles. Se pretende preparar dioles, diesteres, hidroxiesteres y carbonatoesteres derivados del heptanal para ser utilizados como monómeros y estudiar su polimerización para la obtención de poliésteres y poliuretanos. La obtención de los monómeros se llevó a cabo utilizando distintos procedimientos sintéticos como la reacción Horner-Wadswoth-Emmons, adición tio-Michael, transesterificación, oxidaciones, reducciones o carbonatación con dióxido de carbono. En función de la ruta sintética empleada se pueden obtener diferentes monómeros difuncionales. Posteriormente se procedió a optimizar las diferentes polimerizaciones de los monómeros para la obtención de poliésteres y poliuretanos. Las propiedades de los polimeros se evaluaron empleando técnicas espectroscópicas (FT-IR y RMN), cromatográficas (SEC) y de análisis térmico (DSC y TGA). Finalmente se ha estudiado la solubilidad de estos polímeros en agua, obteniendo nanopartículas estables. Como conclusión general a este trabajo, se ha demostrado que el heptanal puede ser empleado en la síntesis de diferentes monómeros, los cuales tras su polimerización dan lugar a poliésteres y poliuretanos.