glicerol i cykliczne węglany jako monomery w syntezie polimerów

P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I WA R S Z AW S K I E J
z. 80
Chemia
2010
Paweł Parzuchowski
Wydział Chemiczny
GLICEROL I CYKLICZNE WĘGLANY
JAKO MONOMERY
W SYNTEZIE POLIMERÓW
SILNIE ROZGAŁĘZIONYCH
I SIECI POLIMEROWYCH
Rękopis dostarczono 2.02.2010 r.
W pracy opisano metody syntezy i zastosowania polimerów silnie rozgałęzionych (hiperrozgałęzionych) typu polieterów, poliestrów i poliwęglanów oraz epoksydowych sieci polimerowych.
Jako surowce do syntez wykorzystano bioodnawialny glicerol oraz dwutlenek węgla i jego pochodne (m.in. węglan dimetylu i cykliczne węglany). Praca poprzedzona została wstępem teoretycznym
dotyczącym przemysłowego wykorzystania glicerolu, syntezy i polimeryzacji cyklicznych węglanów oraz budowy i właściwości polimerów silnie rozgałęzionych. W części doświadczalnej przedstawiono metody syntezy pięciu monomerów typu AB2: węglanu glicerolu, biscyklicznego węglanu
z grupą fenolową, {3-[2-hydroksy-1-(hydroksymetylo)etoksy]propylotio} octanu etylu, 5-hydroksymetylo-1,4-dioksan-2-onu i 5-[3-(2-hydroksyetylotio)propoksy]-1,3-dioksan-2-onu. Otrzymane
z ich udziałem polimery scharakteryzowano pod względem struktury i właściwości. Zsyntezowane
makrocząsteczki posiadały grupy hydroksylowe w sferze zewnętrznej, co pozwoliło na ich dalszą
funkcjonalizację. Opracowano metodę modyfikacji żywic epoksydowych o zwiększonej udarności
z wykorzystaniem wielocyklicznych pochodnych węglanowych poliglicerolu oraz oleju sojowego.
Opracowano również metodę syntezy żywic multimetakrylowych do zastosowań w stomatologii,
charakteryzujących się małą lepkością oraz obniżoną inhibicją tlenową, które mogą być alternatywą
dla materiałów obecnie stosowanych.
Słowa kluczowe: glicerol, polimery silnie rozgałęzione, polimery hiperrozgałęzione, poliglicerol,
żywice epoksydowe, kompozyty dentystyczne
146
Summary
GLYCEROL AND CYCLIC CARBONATES AS MONOMERS
IN SYNTHESIS OF HYPERBRANCHED POLYMERS
AND POLYMER NETWORKS
Summary
This paper describes methods of synthesis and application of hyperbranched polymers: polyethers, polyesters and polycarbonates as well as epoxy polymer networks. As starting materials,
renewable resources such as glycerol and carbon dioxide and its derivatives (e.g. dimethyl carbonate
and cyclic carbonates) were applied. The thesis begins with an introduction concerning industrial
utilization of glycerol, synthesis and polymerization of cyclic carbonates and chemical structure
and properties of hyperbranched polymers. The experimental part presents the ways of synthesis of
five AB2-type monomers: glycerol carbonate, biscyclic carbonate with a phenol functional group,
ethyl{3-[2-hydroxy-1-(hydroxymethyl)ethoxy]propylthio}acetate, 5-hydroxymethyl-1,4-dioxan2-one and 5-[3-(2-hydroxyethylthio)propoxy]-1,3-dioxan-2-one. The structure and properties of
polymers obtained from these monomers were characterized. Synthesized hyperbranched macromolecules contained hydroxyl groups in the outer sphere, which allowed their further modification.
The method of preparation of epoxy resins of improved impact resistance based on multi-cyclic carbonate derivatives of polyglycerol and soybean oil is also described. Finally, the method of synthesis
of multi-methacrylate resins for dental applications of low viscosity and low oxygen inhibition is
presented, which can be an alternative for currently used materials.
Keywords: glycerol, hyperbranched polymers, polyglycerol, epoxy resins, dental composites