Inauguracja 2008/2009 - KChiTP
Transkrypt
Inauguracja 2008/2009 - KChiTP
Oligowęglanodiole poliole do wytwarzania elastomerów poliuretanowych o wyjątkowo dużej wytrzymałości mechanicznej i wyjątkowej elastyczności Opracowano w Katedrze Chemii i Technologii Polimerów Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej we współpracy z Zakładem Poliestrów, Epoksydów i Poliuretanów Instytutu Chemii Przemysłowej w Warszawie w ramach projektu rozwojowego R05 001 02 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Zalety dwuetapowej metody wytwarzania oligowęglanodioli • wykorzystanie do syntezy nietoksycznego „zielonego monomeru” – węglanu dimetylu (DMC) • brak uciążliwych produktów ubocznych w postaci chlorków • łatwy sposób regulowania ciężaru cząsteczkowego oligomerolu (od kilkuset do 5000) • oligomerole zakończone wyłącznie grupami hydroksylowymi • oligomerole nie zawierają wiązań eterowych • można stosować diole o różnej masie molowej (od 1,3-propanodiolu do 1,12-dodekanodiolu) Dwuetapowy proces syntezy oligowęglanodioli z wykorzystaniem węglanu dimetylu Etap I OH HO + H3C O O kat. O O CH3 H3C O O O O CH3 O nadmiar Etap II O H3C O O kat. O O CH3 + O HO OH założony nadmiar O kat. HO O O M = 500-5000 OH n + 2 CH3OH + 2 CH3OH Schemat ideowy otrzymywania oligowęglanodioli węglan dimetylu (DMC) DMC regenerowany dioksan 1,6-heksanodiol (HD) K2CO3 (katalizator) SYNTEZA MONOMERU T = 110-120oC, Patm ODDESTYLOWANIE DMC T = 120oC, P = 50 mbar MeOH, Tdest= 64OC MeOH + DMC, Tdest= 64-90OC do odzysku DMC monomer (BMWHD) 1,6-heksanodiol (HD) dioksan regenerowany SYNTEZA OLIGOWĘGLANODIOLU T = 150-158oC, Patm kationit MeOH + dioksan do odzysku dioksanu WYMIANA KATIONOWA K+/H+ T = 35oC sita molekularne kationit do regeneracji CO2 ADSORPCJA H2O T = 35oC ODDESTYLOWANIE DIOKSANU T = 140-150oC, P = 50 mbar ZESTALENIE (GRANULACJA) T = 140-150oC, P = 50 mbar OLIGOWĘGLANODIOL sita molekularne do regeneracji Zalety poliuretanów wytwarzanych na podstawie oligowęglanodioli • bardzo dobre właściwości mechaniczne • wyjątkowo duża elastyczność • odporność na hydrolizę (brak efektu autokatalitycznego) • odporność na utlenianie • bardzo duża przeźroczystość • wykazują pamięć kształtu (temperatura przejścia ok. 40 oC) Właściwości mechaniczne poliuretanów otrzymanych z różnych oligowęglanodioli i izoforonodiizocyjanianu Wydłużenie przy Wytrzymałość zerwaniu na rozciąganie [%] [MPa] Naprężenie przy wydłużeniu 100% [MPa] Lp. Diol Mn oligomeru [g/mol] 1 1,3-propanodiol 2300 720 28 5 2 1,5-pentanodiol 1850 535 30 5 3 1,6-heksanodiol 2200 535 40 3,5 4 1,10-dekanodiol 2200 860 43 - 5 1,12-dodekanodiol 2350 675 42 - Właściwości mechaniczne poliuretanów o różnej zawartości segmentów sztywnych otrzymanych z oligowęglanodiolu Wydłużenie przy Wytrzymałość zerwaniu na rozciąganie [%] [MPa] Naprężenie przy wydłużeniu 100% [MPa] Lp. Stosunek molowy IPDI/OWDa) Zaw. Segmentów sztywnych [%] 1 3 23,3 535 40 3,5 2 3,5 26,0 572 46 3,5 3 4 28,7 564 58 5,5 4 4,5 31,3 565 60 5,5 5 6 37,7 535 71 10,0 a) IPDI - izoforonodiizocyjanian, OWD – oligowęglanodiol (2200) na podstawie 1,6-heksanodiolu Katedra Chemii i Technologii Polimerów oferuje współpracę w zakresie uruchomienia technologii wytwarzania oligowęglanodioli i poliuretanów na ich podstawie Kontakt: Prof. dr hab. inż. Gabriel Rokicki Wydział Chemiczny Politechnika Warszawska 00-664 Warszawa ul. Noakowskiego 3 tel. 22 234 7562 e-mail [email protected]