Синтез та дослідження властивостей епоксициклокарбонатів соєвої олії та уретанів на їх основі

Поліуретани – один з найпоширеніших у використанні клас полімерів. Щороку їх виробляють понад 24 тонни. Щоб зробити виробництво екологічнішим, все частіше використовують неізоціанатний метод синтезу поліуретанів на основі поліприєднання поліамінів та циклокарбонатів. Це дозволяє уникнути використання токсичних ізоціанатів у синтезі, а також утилізувати вуглекислий газ.
У даній роботі синтезовано три епоксициклокарбонати на основі соєвої олії, циклокарбонат соєвої олії та уретани на їх основі. Методом ІЧ-спектроскопії досліджено будову та кінетичні закономірності реакції. Досліджено реологічні характеристики отриманих олігомерів, встановлено що в’язкість наростає зі збільшенням циклокарбонатних груп. Вивчено фізико-хімічні властивості одержаних продуктів методами ДСК та ТГА. Досліджено термічні характеристики сполук та показано, що синтезовані зразки є термостійкими, оскільки основна втрата ваги починається за температури більше 200 оС. Дослідження теплоємності показало, що епоксициклокарбонати є аморфно-кристалічними олігомерами, для яких характерним є явище холодної кристалізації, натомість уретани є аморфними. Досліджено фізико-механічні характеристики сполук та встановлено, що неізоціанатний уретан на основі циклокарбонату соєвої олії та ізофорондіаміну, має найбільшу міцність на розрив і високе відносне подовження при розриві.

Ключові слова: епоксидована соєва олія, епоксициклокарбонати, неізоціанатні поліуретани, функціоналізовані олігомери.

Polyurethanes is a one of the most widespread types of polymers. Annually, their producing reaches over 24 million metric tons. To provide more economically applicable producing process, the manufacturers often use non-isocyanate route for synthesis of polyurethanes via polyaddition reaction between polyamines and cyclocarbonates. This approach allows to remove hazardous isocyanates and utilize greenhouse carbon dioxide in the manufacturing processes.
Here we synthesize three epoxycyclocarbonates from soybean oil, cyclocarbonate from soybean oil and the polyurethanes based on these oligomeric substances. Studying rheological characteristics of obtained oligomers demonstrate the growth their viscosity while a content of cyclocarbonate groups in the molecule increases. Thermal characteristics of the oligomers show a weight loss at the temperature over 200 oC that is an evidence of their thermal stability. As it was found, the epoxycyclocarbonates are semicrystalline oligomers with “cold crystallization” behavior, whereas epoxycyclocarbonate based polyurethanes are fully amorphous. The results of physical-mechanical testing of prepared polyurethanes shown that the polymer synthesized from soybean oil based cyclocarbonate and isophorone diamine has enhanced tensile strength and elongation at break due to optimal chemical structure.

Key words: epoxidized soybean oil, epoxycyclocarbonates, non-isocyanate polyurethanes, functionalized oligomers.

Самойлюкевич В. О. Синтез та дослідження властивостей епоксициклокарбонатів соєвої олії та уретанів на їх основі : кваліфікаційна робота ... магістр : 102 Хімія / Самойлюкевич Владислава Олександрівна. - Київ, 2023. - 60 с.