flexible polyurethane foams, vegetable oils, non-isocyanate polyurethanes, green chemistry
Abstract
Celem pracy doktorskiej była synteza elastycznych pianek poliuretanowych modyfikowanych poliolami z olejów roślinnych, charakteryzujących się polepszonymi właściwościami mechanicznymi, a także otrzymanie nowych bezizocyjanianowych pianek poliuretanowych.
Pierwszą część badań zrealizowano poprzez częściowe zastąpienie poliolu petrochemicznego bio-poliolami z oleju rzepakowego, selektywnie uwodornionego oleju rzepakowego i wysokooleinowego oleju słonecznikowego, otrzymanymi dwuetapową metodą epoksydowania i otwarcia pierścieni oksiranowych. Selektywne uwodornienie oleju rzepakowego przeprowadzono z użyciem katalizatora w postaci tlenku miedzi na krzemionce mezoporowatej otrzymanego metodą chemisorpcji-hydrolizy i poddanego wstępnej redukcji przed reakcją uwodornienia.
Kolejnym etapem badań własnych było opracowanie receptury nowych, bezizocyjanianowych pianek poliuretanowych. W doświadczeniach użyto pięcioczłonowe węglany cykliczne (biscykliczny węglan poli(tlenku propylenu) i tricykliczny węglan trimetylolopropanu), diaminy alifatyczne oraz polimetylowodorosiloksan, który reagował z aminą tworząc wodór będący czynnikiem spieniającym. Otrzymane elastyczne pianki poliuretanowe cechowały się gęstością pozorną w zakresie 194-295 kg/m3, dzięki czemu mogą zastąpić tradycyjne integralne pianki poliuretanowe o dużej gęstości.
W pracy wyznaczono również parametry zielonej chemii dla procesów wytwarzania elastycznych pianek poliuretanowych: konwencjonalnych, stosowanych obecnie w przemyśle oraz modyfikowanych poliolami z oleju rzepakowego.
The aim of the thesis was synthesis of flexible polyurethane foams modified with vegetable oil-based polyols, which are characterised by improved mechanical properties, as well as obtaining of new non-isocyanate polyurethane foams.
The first part of experiments was carried out by partial replacement of petrochemical polyol with bio-polyols from rapeseed oil, selectively hydrogenated rapeseed oil and high oleic sunflower oil, obtained by the two-step method of epoxidation and oxirane ring opening. Selective hydrogenation of rapeseed oil was performed using mesoporous silica supported copper oxide catalyst prepared by chemisorption-hydrolysis method and pre-reduced before hydrogenation. The next stage of the research was developing of formulation of new, non-isocyanate polyurethane foams. In the experiments were used five-membered cyclic carbonates (poly(propylene oxide) bis-carbonate and trimethylolpropane tris-carbonate), aliphatic diamines and poly(methylhydrogenosiloxane) which reacted with amine releasing hydrogen being foaming agent. The resulting flexible polyurethane foams had apparent density in the range of 194-295 kg/m3, therefore they can replace traditional high density integral polyurethane foams.
In the study, green metrics parameters for the processes of preparation of flexible polyurethane foams: conventional, currently used in industry and modified with polyols from rapeseed oil were also determined.
PKT classification
250000 Chemia
Department
Faculty of Chemical Engineering and Technology
License
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Access rights
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
