Recubrimientos de tereftalato de polipropileno y de SiO2-resina de poliéster insaturado basados en PET reciclado para mejorar la durabilidad del concreto hidráulico

Abstract

En este trabajo se sintetizaron tereftalato de polipropileno (PPT), resina de poliéster insaturado (RPI) y RPI-SiO2 híbrido (RPIH) a partir de tereftalato de polietileno (PET) reciclado y fueron aplicados como recubrimientos sobre sustratos de concreto hidráulico para mejorar su durabilidad. Para el recubrimiento de PPT (R-P), los desechos de botellas de PET se trituraron y se despolimerizaron mediante glicólisis con propilenglicol (PG) en un reactor tipo Vessel (20–180 °C) para sintetizar bis(2-hidroxipropil)-tereftalato (BHPT), éste último se aplicó como recubrimiento de una a tres capas en sustratos de concreto hidráulico con brocha y posteriormente se polimerizó (150 °C-15 h) para obtener R-P. Para el recubrimiento de RPI (R-R), el BHPT fue policondensado con anhídrido maleico (AM) para sintetizar poliéster insaturado, el cual, posteriormente fue mezclado con estireno (St) y peróxido de benzoilo (PBO), para sintetizar RPI pre-polimerizada que se aplicó como recubrimiento de una a tres capas sobre sustratos de concreto hidráulico con brocha y se polimerizó (120 °C24 h) para obtener R-R. Para obtener el recubrimiento de RPIH (R-H) por medio de sol-gel, la RPI pre-polimerizada fue mezclada con TMSPM-hidrolizado, el cual fue aplicado como recubrimiento de una a tres capas en sustrato de concreto hidráulico con brocha y se polimerizó (120 °C-24 h) para obtener R-H. El PPT, RPI y RPIH se caracterizaron mediante FT-IR y TGA, y los R-P, R-R y R-H mediante SEM (espesor), ASTM-D3359-17 (adhesión), ángulo de contacto con el agua (humectabilidad) y propiedades mecánicas (nanoindentación). Además, la durabilidad del concreto hidráulico recubierto con R-P, R-R y R-H fue estudiada mediante la evaluación a la resistencia a la penetración de iones cloruro (ASTM-C1202-17), la profundidad de carbonatación a los 28 días (RILEM-CPC-18) y la velocidad de absorción de agua (ASTM-C1585-20). Los resultados de FT-IR demostraron que el BHPT y el PPT se sintetizaron exitosamente y los TGA demostraron que el PPT exhibe un comportamiento térmico similar al PET (TGA); además, los recubrimientos de PPT, con espesores de unidades micrométricas, presentan una buena adhesión al sustrato. Para la protección contra la absorción de agua y carbonatación, la aplicación de R-P en 2 capas fue suficiente, mientras que para R-R y R-H fueron necesarias 3 capas. Para protección contra la penetración de iones de cloruro, la aplicación de R-P en 3 capas redujo significativamente la permeabilidad del concreto hidráulico, a diferencia de la aplicación de R-R y R-H en 3 capas, que no la redujo lo suficiente para ofrecer protección. Además, se realizó el envejecimiento artificial por intemperismo de R-P para conocer su degradación por medio de la evaluación de sus propiedades mecánicas por nanoindentación y adhesión por nanorasgado. Se logró la elaboración de recubrimientos de tereftalato de polipropileno y de SiO2-resina de poliéster insaturado basados en PET reciclado para mejorar la durabilidad del concreto hidráulico.