Physico-mechanical, Thermal and Morphological Behaviour of Simultaneous Interpenetrating Polymer Networks Based on Polyurethane from Modified Castor Oiland Starch/Poly(Methyl Methacrylate)

Abstract

Castor oil was modified by transesterification with pentaerithritol. In a parallel step, starch was divided into monosaccharide units by glycosylation in order to obtain products with high hydroxyl content. The values of hydroxyl index were measured according to the content of pentaerithritol and starch used in the synthesis. Novel simultaneous interpenetrating polymer networks (SINs) of polyurethane (PU) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) in different weight ratios of 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 and 50/50 were prepared based on polyol-glucosides. The polyurethane network was created by reacting the poliol-glucosides with isophorone diisocyanate maintaining a molar ratio NCO/OH = 1. The PMMA network was synthesized using benzoyl peroxide as initiator and ethylene glycol dimethacrylate as the crosslinker. The SINs were characterized in their mechanical properties, such as Shore A hardness, tensile strength and elongation at break. Thermal stability of SINs was measured using thermogravimetric analysis (TGA). Surface morphology measured using scanning electron microscope (SEM) showed two-phase morphology for all the SINs. SINs based on polyurethane from castor oil modified and poly(methyl methacrylate) show limited compatibility at low concentrations of PMMA, but are totally incompatible at higher concentrations of PMMA

El aceite de ricino se modificó por transesterificación con pentaeritritol. Paralelamente, se utilizó la reacción de glucosilación con glicerol para dividir el almidón en unidades monosacáridos. El glucósido obtenido reaccionó por transesterificación con el aceite modificado por transesterificación con pentaeritritol. Se determinó el índice de hidroxilo de los poliol-glucósidos en función del contenido de pentaeritritol y almidón utilizados en la síntesis. Se sintetizaron redes interpenetradas de polímero de manera simultánea (SINs) con diferentes relaciones en peso poliuretano/PMMA de 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 y 50/50. Para la síntesis de la red de poliuretano (PU) se utilizaron los poliol-glucósidos y diisocianato de isoforona (IPDI) o con una relación NCO/OH = 1 y para la síntesis de la red de polimetilmetacrilato (PMMA) se utilizó peróxido de benzoílo como agente iniciador y dimetacrilato de etilenglicol como agente entrecruzante. Los SINs se caracterizaron por sus propiedades fisicomecánicas como resistencia al ataque químico, dureza, resistencia a la tensión y elongación de ruptura. La estabilidad térmica de los SINs se determinó usando análisis termogravimétrico (TGA). La morfología de superficie se determinó usando microscopia electrónica de barrido (SEM) y mostró una morfología de dos fases para todos los SINs.