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 usa en la ciencia de los alimentos o en la química de polímeros. Los polioles que contienen dos, tres y cuatro grupos hidroxilo son dioles, trioles y tetroles, respectivamente.

Clasificación

Los polioles se pueden clasificar según su química. Algunas de estas químicas son poliéter, poliéster, policarbonato y también polioles acrílicos. Los polioles de poliéter se pueden subdividir y clasificar además 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 de repetición. Los polioles de policaprolactona también están disponibles comercialmente. También existe una tendencia creciente a utilizar polioles de base biológica (y, por lo tanto, renovables).

Usos

Los polioles de poliéter tienen numerosos usos. Como ejemplo, la espuma de poliuretano es un gran consumidor de polioles de poliéter.

Los polioles de poliéster se pueden utilizar para producir espuma rígida. Están disponibles en versiones aromáticas y alifáticas. Además, también están disponibles en versiones mixtas alifáticas y aromáticas, a menudo fabricadas con materias primas recicladas, normalmente tereftalato de polietileno (PET).

Los polioles acrílicos se utilizan generalmente en aplicaciones de mayor rendimiento donde se requiere estabilidad a la luz ultravioleta y también recubrimientos de VOC más bajos. Otros usos incluyen recubrimientos directos al metal. Dado que se utilizan cuando se requiere una buena resistencia a los rayos UV, como los revestimientos de automóviles, el componente de isocianato también tiende a ser resistente a los rayos UV y, por lo tanto, generalmente se utilizan oligómeros o prepolímeros de isocianato basados ​​en diisocianato de isoforona.

Los polioles a base de caprolactona producen poliuretanos con mayor resistencia a la hidrólisis.

Los polioles de policarbonato son más caros que otros polioles y, por lo tanto, se utilizan en aplicaciones más exigentes. Se han utilizado para fabricar un prepolímero basado en diisocianato de isoforona que luego se utiliza en revestimientos de vidrio. Pueden usarse en adhesivos termofusibles reactivos.

Todos los polioles pueden usarse para producir prepolímeros de poliuretano. Estos luego encuentran uso en recubrimientos, adhesivos, selladores y elastómeros.

Polioles de bajo peso molecular

Los polioles de bajo peso molecular se utilizan ampliamente en la química de polímeros, donde funcionan como agentes de reticulación 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 dominante o "aglutinante" 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. En la producción de prepolímeros de poliuretano, se puede usar un poliol-diol 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.

Polioles de bajo peso molecular

pentaeritritol

Xilitol

Alcoholes de azúcar

Los alcoholes de azúcar, una clase de polioles de bajo peso molecular, se obtienen comúnmente por hidrogenación de azúcares. Tienen la fórmula (CHOH) _n H ₂, donde n = 4–6.

Los alcoholes de azúcar se agregan a los alimentos debido a su menor contenido calórico que los azúcares; sin embargo, también son, en general, menos dulces y, a menudo, se combinan 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 formación de caries. El maltitol, el sorbitol, el xilitol, el eritritol y la isomalta son alcoholes de azúcar comunes.

Polioles polimericos

polioles polimericos

poliol de poliéter(Los átomos de oxígeno de los enlaces éterse muestran en azul.)

Poliol poliéster(Los átomos de oxígeno y carbonode los grupos éster se muestran en azul.)

El término poliol se usa para varias químicas del esqueleto molecular. Los polioles pueden reaccionar con diisocianatos o poliisocianatos para producir poliuretanos. MDI encuentra un uso considerable en la producción de espuma de PU. Los poliuretanos se utilizan para hacer espuma flexible para colchones y asientos, aislamiento de espuma rígida para refrigeradores y congeladores, suelas elastoméricas para zapatos, fibras (por ejemplo, Spandex), revestimientos, selladores y adhesivos.

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 estar en miles. La celulosa es un polímero con muchos grupos hidroxilo, pero no se denomina poliol.

Polioles de fuentes recicladas o renovables

Hay polioles basados ​​en fuentes renovables, como materiales de origen vegetal, incluido el aceite de ricino. Los aceites vegetales y la biomasa también son posibles materias primas de polioles renovables.

Propiedades

Dado que el término genérico poliol solo se deriva de la nomenclatura química y solo indica la presencia de varios grupos hidroxilo, no se pueden asignar propiedades comunes a todos los polioles. Sin embargo, los polioles suelen ser muy viscosos (cuando son poliméricos) a sólidos (cuando tienen un peso molecular bajo) a temperatura ambiente debido a los enlaces de hidrógeno.