Obtención y propiedades de copolímeros ramificados para aplicación en asfaltos modificados - Gomez Gatti, Tomás (2023)
El asfalto es una mezcla compleja de numerosos compuestos orgánicos y constituye uno de los materiales más utilizados en la construcción de los pavimentos debido a sus buenas propiedades viscoelásticas [1]. Durante su vida útil, su comportamiento se ve fuertemente afectado por diversos factores ambientales (temperatura, lluvias, cambios de temperatura diarios) y de trabajo (esfuerzos mecánicos). Estos generan varios problemas tales como “rutting”, “cracking” a bajas temperaturas, “cracking” por fatiga asociado a las cargas, “stripping” y rigidización. Sin embargo, muchos de estos problemas pueden ser subsanados por la incorporación de polímeros a las mezclas asfálticas, obteniendo lo que denominamos “asfaltos modificados” (AM) [2]. También se ha comprobado, que los asfaltos modificados con polímero exhiben mejor resistencia al envejecimiento, como consecuencia de los diferentes procesos de degradación, entrecruzamiento y oxidación de los múltiples componentes presentes en la mezcla [3,4]. Si bien el costo de producción de los AM frecuentemente es mayor que el del asfalto virgen, la extensión de su vida útil y la disminución en los costos de mantenimiento de las rutas y carreteras representa grandes ventajas a largo plazo. Numerosos homo y copolímeros han sido estudiados como potenciales modificadores de los asfaltos, tales como polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA), estireno-butadieno (SBR y SBS), así como acrilatos/metacrilatos [5,6]. Homo y copolímeros fumáricos han sido sintetizados y estudiados desde hace varios años en nuestro grupo de investigación con miras a sus futuras aplicaciones. Entre ellos, copolímeros derivados de fumarato de diisopropilo y acrilato de bencilo, acrilato de p-nitrobencilo y acetato de vinilo han mostrado interesantes propiedades ópticas, térmicas y mecánicas [7,8,9]. Por otro lado, copolímeros de fumarato de dioctilo han sido estudiados como biomaterial para un sistema de liberación transdérmico y como mejorador del flujo en petróleos con alto contenido en ceras [9,10]. Nuestro interés por polímeros derivados de ésteres fumáricos, se basa en dos aspectos: por un lado, la fácil obtención del monómero partiendo de anhídrido maléico (obtenido de la industria petrolera de origen nacional) y el correspondiente alcohol; y por el otro, el conocimiento de que sus propiedades son muy similares a las de los ésteres meta/acrílicos. Esto significa que podrían ser materiales competitivos en el mercado local, considerando que monómeros meta/acrílicos son solo obtenidos por importación. El presente plan propone la síntesis de una serie de copolímeros de fumarato de dioctilo y estireno con arquitectura ramificada, la que se logrará mediante la adición de cantidades controladas de un co-monómero vinílico o acrílico bifuncional. La hipótesis de dicho plan se fundamenta en que los copolímeros ramificados poseen mejor compatibilización con el asfalto base debido a su alto peso molecular, baja viscosidad (arquitectura ramificada) y adecuada composición de comonómeros. Se espera que estas características macromoléculas contribuyan a mejorar la compatibilidad en el asfalto modificado, así como sus propiedades reológicas y térmicas.