PL248940B1 - Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu - Google Patents

Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu

Info

Publication number
PL248940B1
PL248940B1 PL444520A PL44452023A PL248940B1 PL 248940 B1 PL248940 B1 PL 248940B1 PL 444520 A PL444520 A PL 444520A PL 44452023 A PL44452023 A PL 44452023A PL 248940 B1 PL248940 B1 PL 248940B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
polyol
iso
obtaining
polyurethane
polyurethane foams
Prior art date
Application number
PL444520A
Other languages
English (en)
Other versions
PL444520A1 (pl
Inventor
Joanna Paciorek-Sadowska
Marek Isbrandt
Marcin Borowicz
Paweł Sander
Original Assignee
Univ Kazimierza Wielkiego
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Kazimierza Wielkiego filed Critical Univ Kazimierza Wielkiego
Priority to PL444520A priority Critical patent/PL248940B1/pl
Priority to EP23169304.5A priority patent/EP4450531A1/en
Publication of PL444520A1 publication Critical patent/PL444520A1/pl
Publication of PL248940B1 publication Critical patent/PL248940B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/688—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur
    • C08G63/6884—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6886—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/161—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/09—Processes comprising oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates involving reaction of a part of the isocyanate or isothiocyanate groups with each other in the reaction mixture
    • C08G18/092—Processes comprising oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates involving reaction of a part of the isocyanate or isothiocyanate groups with each other in the reaction mixture oligomerisation to isocyanurate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20—Heterocyclic amines; Salts thereof
    • C08G18/2045—Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings
    • C08G18/2063—Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings having two nitrogen atoms in the condensed ring system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/225—Catalysts containing metal compounds of alkali or alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/46—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/4676—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain having heteroatoms other than oxygen containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/52—Polythioethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6696—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/36 or hydroxylated esters of higher fatty acids of C08G18/38
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/14—Macromolecular materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/005—< 50kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania surowców poliolowych w procesie upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej, w postaci makuchów roślinnych, zwłaszcza przydatnych do wytwarzania ogniobezpiecznych, termoizolacyjnych pianek poliuretanowych, o zwiększonej podatności na biodegradację. Istotą zgłoszenia jest opracowanie sposobu otrzymywania uniepalniającego poliolu w procesie upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów roślinnych rzepakowego, sojowego, palmowego, słonecznikowego, lnianego, ryżowego, kokosowego, krokoszowego, konopnego, dyniowego, rzepakowego, z wiesiołka dwuletniego, z ostropestu plamistego, z czarnuszki siewnej, a zwłaszcza z gorczycy białej (Sinapis alba) oraz zastosowanie go do syntezy ogniobezpiecznych, sztywnych pianek poliuretanowych, o zwiększonej podatności na biodegradację. Przedmiot zgłoszenia może znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle jako izolacja np. zbiorników, rurociągów itd., w chłodnictwie oraz w budownictwie jako materiał termo- i dźwiękoizolacyjny lub konstrukcyjny.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania surowców poliolowych w procesie upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej, w postaci makuchów roślinnych, zwłaszcza przydatnych do wytwarzania ogniobezpiecznych, termoizolacyjnych pianek poliuretanowych, o zwiększonej podatności na biodegradację.
Poliuretany (PU) stanowią znaczącą grupę materiałów polimerowych, które dzięki swoim znakomitym właściwościom mechanicznym, chemicznym i fizycznym znajdują szerokie zastosowanie. Konwencjonalny sposób wytwarzania poliuretanu polega na reakcji surowca poliolowego z surowcem poliizocyjanianowym, w której tworzy się uretanowa grupa głównego łańcucha [Brzeska, J.; Piotrowska-Kirschling, A. A Brief Introduction to the Polyurethanes According to the Principles of Green Chemistry. Processes 2021, 9, 1929. https://doi.org/10.3390/pr9111929;
F. M. de Souza, R. K. Gupta and P.K. Kahol; Polyurethane Chemistry: Renewable Polyols and Isocyanates ACS Symposium Series; American Chemical Society: Washington, DC, 2021;
A. E. Nieuwenhuyse, Thermal Insulation Materials Made of Rigid Polyurethane Foam (PUR/PIR), Federation of European Rigid Polyurethane Foam Associations, Brussels, Belgium, 2006;
Li, Y., Jin, Y., Fan, W. et al. A review on room-temperature self-healing polyurethane: synthesis, self-healing mechanism and application. J Leather Sci Eng 4, 24 (2022). https://doi.org/10.1186/s42825-022-00097-0].
Zależnie od potrzeb, do kompozycji do wytwarzania poliuretanu należy również wprowadzać środki sieciujące, porofory, środki zmniejszające palność, katalizatory i inne dodatki. Większość kompozycji do wytwarzania pianek poliuretanowych zawiera wodę jako składnik reagujący z izocyjanianem, aby na drodze chemicznej wytworzyć ditlenek węgla jako porofor, który ma za zadanie spienić mieszaninę reakcyjną. Stosowane są również niskowrzące węglowodory jako substancje spieniające poliuretan na drodze fizycznej [L. James LeeJyh-Yee Lan, Nucleating agents for pir foams, Patent WO2007149418A2, 2007-12-27;
L. D. Simoni, E. B. Wysong, K. K. Viacheslav A. Petrov, Compositions comprising 1,2-dichloro-1,2-difluoroethylene for use in foam blowing applications, US20220033607A1, 2022-02-03]. Produkcja tworzyw sztucznych w tym poliuretanów i kompozytów pochodzenia biologicznego, jest uważana za jedno z najważniejszych zagadnień w badaniach i rozwoju na rzecz ochrony środowiska na świecie [Abrha, H. Cabrera, J. Dai, Y. Irfan, M. Toma, A. Jiao, S. Liu, Bio-Based Plastics Production, Impact and End of Life: A Literature Review and Content Analysis. Sustainability 2022, 14, 4855.
https://doi.org/10.3390/su 14084855;
Kaur R, Singh P, Tanwar S, Varshney G, Yadav S., Assessment of Bio-Based Polyurethanes: Perspective on Applications and Bio-Degradation. Macromol. 2022; 2(3): 284-314. https://doi.org/10.3390/macromol2030019;
Rosenboom, J. G., Langer, R. & Traverso, G., Bioplastics for a circular economy. Nature Reviews Materials, 117-137 (2022). https://doi.org/10.1038/s41578-021-00407-8]. Badania naukowe nad poliuretanami oraz ich surowcami pochodzącymi ze źródeł odnawialnych mają ogromny potencjał w przyczynianiu się do takiego rozwoju. Trzy „filary” zrównoważonego rozwoju (czasem nazywane trzema kategoriami) - środowisko naturalne, gospodarka i społeczeństwo - mają, każdy z nich, kluczowe znaczenie, jeżeli mamy nadal dobrze się rozwijać, czy nawet przetrwać, jako gatunek. Ponieważ za zmiany klimatu, których doświadczamy, odpowiada w dużym stopniu produkcja gazów cieplarnianych, w tym szczególnie CO2, należy dążyć do zmniejszenia emisji tych gazów. Jednym z największych źródeł emisji CO2 jest spalanie paliw kopalnych dla produkcji energii do ogrzewania lub chłodzenia. Zredukowanie ilości produkowanego ditlenku węgla poprzez uczynienie budynków bardziej sprawnymi energetycznie jest w tym kontekście sprawą nadrzędną, a najprostszym i najbardziej opłacalnym sposobem rozpoczęcia tego procesu jest zastosowanie skutecznej izolacji w postaci pianki poliuretanowej.
Obecnie przemysł materiałów poliuretanowych oparty jest głównie na surowcach pochodzących z przetwórstwa ropy naftowej. Z uwagi na założenia zrównoważonego rozwoju, postanowienia Protokołu z Kioto o ograniczeniu wykorzystywania paliw kopalnych oraz dyrektywy wynikającej z pakietów klimatycznych, Unia Europejska zobowiązuje kraje członkowskie do ukierunkowania przemysłu na szersze wykorzystanie surowców odnawialnych [Hejna A., Haponiuk J., Piszczyk Ł., Klein M., Formela K., Performance properties of rigid polyurethanepolyisocyanurate/brewers’ spent grain foamed composites as function of isocyanate index, e-Polymers, 2017, 17 (5), 427, https://doi.org/10.1515/epoly-2017-0012].
Jednym z głównych surowców stosowanych do otrzymywania poliuretanów to poliole. Poliole otrzymywane zarówno z cukrów roślinnych, biomasy oraz olei roślinnych powinny charakteryzować się zbliżonymi właściwościami do polioli petrochemicznych, aby mogłyby być wykorzystywane jako ich zamienniki.
Znany jest surowiec w postaci kwasu bursztynowego, który może zostać zastosowany do syntezy bio-oligomeroli. W celu otrzymania z niego biopolioli przeprowadza się reakcję polikondensacji kwasu bursztynowego z glikolami (zarówno pochodzenia petrochemicznego, jak i roślinnego) w temperaturze od 170 do 200°C. Zsyntezowane w ten sposób surowce poliolowe charakteryzują się nieco wyższą liczbą kwasową i hydroksylową w porównaniu do konwencjonalnych petrochemicznych polioli poliestrowych [Oliviero, M., Verdolotti, L., Stanzione, M., Lavorgna, M., Iannace, S., Tarello, M., Sorrentino, A., Bio-based flexible polyurethane foams derived from succinic polyol: Mechanical and acoustic performances J. Appl. Polym. Sci., 2017, 134, Article ID: 45113]. Bio-kwas bursztynowy stosowany jest jako zamiennik kwasu adypinowego otrzymywanego ze złóż ropy naftowej.
Przemysł poliuretanów wykorzystuje również odnawialne oleje roślinne głównie do produkcji biokomponentów hydroksylowych w postaci polioli stosowanych w technologii pianek poliuretanowych [Prociak A., Poliuretanowe materiały termoizolacyjne nowej generacji, Wyd. PK, Kraków 2008; Narine S. S., Kong X., Bouzidi L., Sporns P., Physical Properties of Polyurethanes Produced from Polyols from Seed Oils: I. Elastomers; J Amer Oil Chem Soc, 84, 2007, 65, 17;
Tanaka R, Hirose S, Hatakeyama H., Preparation and characterization of polyurethane foams using a palm oil-based polyol, Bioresource Technol, 99, 2008, 3810].
Większość olejów roślinnych przed wykorzystaniem do syntezy materiałów poliuretanowych należy wcześniej zmodyfikować chemicznie w celu odblokowania lub wprowadzenia grup hydroksylowych. Wynika to z braku występowania w strukturze chemicznej olejów roślinnych grup funkcyjnych, które byłyby zdolne do reakcji z grupami izocyjanianowymi z wytworzeniem wiązań uretanowych. Obecnie dostępna literatura przedstawia wiele możliwości syntezy oraz wykorzystania biopolioli do otrzymywania wyrobów poliuretanowych. Otrzymywane biopoliole wykazują szeroki zakres wartości takich parametrów jak: lepkość, średnia masa molowa, funkcyjność czy liczba hydroksylowa. Możliwość modyfikacji technologii syntezy polioli przyczynia się do otrzymania materiałów o różnorodnych, założonych właściwościach. Ponadto biopoliole mogą zastępować komercyjnie dostępne poliole pochodzenia petrochemicznego do syntezy materiałów poliuretanowych.
Oleje roślinne, które stanowią podstawową bazę surowcową w technologii otrzymywania biomateriałów poliuretanowych, są wykorzystywane głównie w przemyśle spożywczym. Wprowadzenie tych surowców do masowej produkcji tworzyw sztucznych mogłoby wpłynąć niekorzystnie na ich cenę i spowodować podwyższenie kosztów różnego rodzaju produktów spożywczych.
Kolejnym problemem podczas użytkowania wyrobów poliuretanowych jest ich palność. Pianki PUR są łatwopalne ze względu na organiczny charakter osnowy polimerowej oraz bardzo rozwiniętą powierzchnię styku z fazą gazową. Dynamiczny rozwój wielu dziedzin współczesnej techniki i życia codziennego wymusza poszukiwanie nowych materiałów, charakteryzujących się korzystniejszymi właściwościami niż materiały stosowane tradycyjnie [Przygocki W., Włochowicz A., Janowska G.: „Palność polimerów i materiałów polimerowych”, WNT, Warszawa 2007;
Chen M.J., Chen Ch.R., Tan Y. i in.: Industrial and Engineering Chemistry Research 2014, 53, 1160. http://dx.doi.org/10.1021/ie4036753]. W związku z tym poliuretany poddaje się modyfikacji zwiększającej ich ognioodporność [Lu S, Feng Y, Zhang P, Hong W, Chen Y, Fan H, Yu D, Chen X. Preparation of Flame-Retardant Polyurethane and Its Applications in the Leather Industry, Polymers. 2021; 13(11):1730. https://doi .org/10.3390/polym 13111730;
Hejna A., Materials, Clays as Inhibitors of Polyurethane Foams’ Flammability, 2021, 14, 4826.
https://doi.org/10.3390/ma14174826]. Produktami spalania takich poliuretanów są tlenki węgla, cyjanowodór, tlenki azotu oraz nitryle (acetonitryl, akrylonitryl) [Dobrzyńska, R. The toxicity of products of thermal decomposition and combustion of polyurethane foams used in manufacturing of upholstered furniture. Safety Fire Tech. 2012, 4, 53-58]. Odporność na palenie poliuretanów można poprawić w wyniku wbudowania w ich strukturę związków reaktywnych, wprowadzenia dodatku związków niereaktywnych (związków zmniejszających palność) [Ying Liao, Yu Chen, Caiyan Wan, Guangxian Zhang, Fengxiu Zhang, An eco-friendly N-P flame retardant for durable flame-retardant treatment of cotton fabric, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 187, 2021, 251-261, https://doi.org/10.1016Zj.ijbiomac.2021.07.130;
B. Biswas, B. Kandola, The Effect of Chemically Reactive Type Flame Retardant Additives on Flammability of PES Toughened Epoxy Resin and Carbon Fibre-Reinforced Composites, Polymers for Advanced Technologies, 2011, 22 (7), pp.1192. ff10.1002/pat. 1960ff. ffhal-00627543f], powlekania wyrobu niepalnymi powłokami izolacyjnymi [Weil ED. Fire-protective and flame-retardant coatings - a state-of-the-art review, Journal of Fire Sciences. 2011; 29: 259-295]. Spośród licznych metod zmniejszania palności materiałów polimerowych największe znaczenie ma wykorzystanie związków zmniejszających palność, przy czym jest istotne stosowanie związków niezawierających w swej strukturze fluorowców (halogenów). Dodatek halogenowych uniepalniaczy do osnowy polimerowej powoduje wydzielanie się podczas palenia silnie toksycznych dymów i gazów zagrażających zdrowiu i życiu ludzi. W wypadku porowatych poliuretanów zwiększenie odporności na płomień uzyskuje się często w wyniku wykorzystania kilku uniepalniaczy działających synergicznie - ograniczających palność lub zmniejszających szybkość palenia materiału [Paciorek-Sadowska J. Polyol Containing Boron Atoms as a Compound which Reduces Flammability of Rigid Polyurethane-Polyisocyanurate Foams. Aspects of Polyurethanes 2017, http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.69585;
Lei Liu, Zhengzhou Wang, Synergistic effect of nano magnesium amino-tris-(methylenephosphonate) and expandable graphite on improving flame retardant, mechanical and thermal insulating properties of rigid polyurethane foam, Materials Chemistry and Physics, Volume 219, 2018, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.08.010].
Z tego względu trwają poszukiwania takiego składu mieszaniny surowców, z którego możliwe jest otrzymanie tworzywa PUR o zmniejszonej palności, przy jednoczesnym ograniczeniu udziału składników toksycznych dla środowiska. Istotne jest także, by właściwości użytkowe tych pianek nie ulegały zmianie lub też były lepsze niż właściwości pianek nie zawierających związków zmniejszających palność [Kulesza K., Pielichowski K.: Journal Anal. Apel. Pyrolysis, 2006, 76; Aaronson A.M.: Phosphorous Chemistry, ACS Symp. Ser. No 486, Washington DC, ACS 1992].
Intensywny rozwój materiałów poliuretanowych ściśle wiąże się z powstawaniem odpadów zarówno poużytkowych, jak i poprodukcyjnych. Narastające problemy z zagospodarowaniem coraz większych ilości odpadów i wynikające z tego zagrożenie dla środowiska naturalnego oraz nowe rozwiązania legislacyjne w państwach wysoko uprzemysłowionych spowodowały wzrost zainteresowania środowisk badawczych i przemysłu wydajnymi metodami utylizacji odpadów tworzyw sztucznych. Jednym z rozwiązań jest wdrożenie na duża skalę recyklingu chemicznego poliuretanów. Głównym celem metod recyklingu chemicznego jest otrzymanie produktu ciekłego, o właściwościach kwalifikujących go do powtórnego zastosowania. Do tej pory w literaturze opisano wiele metod prowadzenia recyklingu chemicznego PUR [D. Simón, A.M. Borreguero, A. de Lucas, J.F. Rodriguez, Recycling of polyurethanes from laboratory to industry, a journey towards the sustainability, Waste Management, Volume 76, June 2018, Pages 147-171, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.03.041]. Możliwe jest to poprzez reakcję z wodą (hydroliza), alkoholami (alkoholiza), aminami (aminoliza), jak również poprzez inne reakcje degradacji. Jeden z podstawowych problemów dotyczących recyklingu poliuretanów wynika z tego, że tworzywa te produkowane są przy użyciu wielu różnorodnych surowców. Dlatego otrzymywane glikolizaty charakteryzują się zróżnicowanymi właściwościami, co z kolei utrudnia wykorzystanie ich w przemysłowej produkcji poliuretanów [M. Chanda, Chemical aspects of polymer recycling, Advanced Industrial and Engineering Polymer Research, Volume 4, Issue 3, July 2021, Pages 133-150, https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.002]. Opracowanie odmiennych metod recyklingu chemicznego dla odpadów z różnych źródeł jest wysoce nieopłacalne. Stąd zdecydowana większość tych odpadów przekazywana jest na składowiska lub wyrzucana na tzw. dzikie wysypiska. Składowanie odpadów pianek poliuretanowych jest szczególnie kłopotliwe, ponieważ - ze względu na małą gęstość - zajmują one dużą powierzchnię i nie ulegają biodegradacji, stąd czas ich składowania na wysypiskach może wynosić nawet kilkadziesiąt lat. Ograniczona powierzchnia składowisk, rosnące koszty składowania oraz wymagania prawne z zakresu ochrony środowiska sprawiają, że zarówno ze względów ekologicznych, jak i ekonomicznych, niezbędne jest opracowanie skutecznych i bezpiecznych metod ich utylizacji. Wśród nich kluczową rolę odgrywają procesy biodegradacji, polegające na rozpadzie tworzywa w środowisku pod wpływem działania mikroorganizmów, takich jak: bakterie, grzyby, drożdże, glony, w warunkach sprzyjających ich rozwojowi, tzn. w obecności tlenu, wilgoci i odżywek mineralnych, w odpowiedniej temperaturze (20-60°C) i przy odpowiednim pH [N. Mahajana, P. Gupta, New insights into the microbial degradation of polyurethanes, RSC Advances, 2015, 5, 41839-41854, doi.org/10.1039/C5RA04589D]. W procesie biodegradacji wytwarzany jest CO2, metan i woda, zachodzący poprzez połączenie kilku mechanizmów (fotolityczny, termiczny, mechaniczny, hydrolityczny, utleniający, biologiczny) [Wang, Y.;
Ruan, C.; Sun, J.; Zhang, M.; Wu, Y.; Peng, K. Degradation studies on segmented polyurethanes prepared with poly (d, 1-lactic acid) diol, hexamethylene diisocyanate and different chain extenders. Polym. Degrad. Stab. 2011, 96, 1687-1694;
Zeenat; Elahi, A.; Bukhari, D.A.; Shamim, S.; Rehman, A. Plastics degradation by microbes: A sustainable approach. J. King Saud. Univ. Sci. 2021, 33, 101538;
Magnin, A.; Pollet, E.; Phalip, V.; Averous, L. Evaluation of biological degradation of polyurethanes. Biotechnol. Adv. 2020, 39, 107457]. Początkowo materiały są fragmentowane przez czynniki biotyczne i abiotyczne, a następnie makrocząsteczki są rozszczepiane na monomery i oligomery w drodze enzymatycznej hydrolizy i/lub utleniania. Następnie cząsteczki te są asymilowane i mineralizowane przez mikroorganizmy, sprzyjając wzrostowi drobnoustrojów [Rosu, D.; Rosu, L.; Cascaval, C.N. IR-change and yellowing of polyurethane as a result of UV irradiation. Polym. Degrad. Stab. 2009, 94, 591-596]. Badania koncentrują się na określeniu rodzaju mikroorganizmów inicjujących procesy biodegradacji, rozpoznaniu szlaku degradacyjnego i rodzaju enzymów uczestniczących w tym procesie. Wyniki wskazują, że odpowiednio zmodyfikowane poliuretany ulegają degradacji pod wpływem zarówno grzybów, jak i bakterii [Lopes, R.V.V.; Loureiro, N.P.D.; Quirino, R.L.; Gomes, A.C.M.; Pezzin, A.P.T.; Manzur, L.P.; dos Santos, M.L.; Sales, M.J.A. Biodegradation Study of Polyurethanes from Linseed and Passion Fruit Oils. Coatings 2022, 12, 617. https://doi.org/10.3390/coatings12050617]. Wprowadzenie do struktury poliuretanu odpowiednich ugrupowań, np. estrowych i metanowych sprawia, że mogą one być podatne na hydrolizę katalizowaną przez enzymy [Khruengsai S, Sripahco T and Pripdeevech P (2022) Biodegradation of Polyester Polyurethane by Embarria clematidis. Front. Microbiol. 13:874842. doi: 10.3389/fmicb.2022.874842; Xuerui Jin, Jixin Dong, Xufan Guo, Mingzhu Ding, Rui Bao, Yunzi Luo, Current advances in polyurethane biodegradation, Polym International 2022;71: 1384-1392, DOI
10.1002/pi.6360]. Poliuretany można syntezować z różnorodnego zestawu monomerów. Typowy PU zawiera powtarzające się wiązania uretanowe wytworzone przez połączenie poliolu, węglowodoru z co najmniej dwiema grupami hydroksylowymi i diizocyjanianu. Rodzaj poliolu może się znacznie różnić pod względem struktury chemicznej, co może umożliwić opracowanie słusznej drogi biodegradacji tych tworzyw. Biodegradacja poliuretanów jest w dużej mierze kontrolowana przez aktywność wydzielanych lub związanych z powierzchnią enzymów i ich zdolność do dostępu do grup estrowych segmentów elastycznych [Gary T.Howard, Biodegradation of polyurethane: a review, International Biodeterioration & Biodegradation Volume 49, Issue 4, June 2002, Pages 245-252, https://doi.org/10.1016/S09648305(02)00051-3]. Jednak możliwość wykorzystania enzymów do pełnej depolimeryzacji produktu pozostaje niedostatecznie zbadana. Opracowanie pianek poliuretanowych składających się z wiązań estrowych i uretanowych, które mogą być naturalnie hydrolizowane, wskaże praktyczny sposób depolimeryzacji tych materiałów, a w następnym etapie - metodę ich biodegradacji. Bardzo atrakcyjną bazę półproduktów do wytwarzania np. materiałów poliuretanowych wrażliwych na zjawiska biodegradacji i rozwoju ekologicznych procesów recyklingu stanowi szeroko definiowana biomasa. Zawiera ona związki stosowane jako antypireny oraz celulozę, która intensyfikuje proces biodegradacji. Istnieje coraz więcej doniesień na temat wykorzystania różnego rodzaju biomasy, nie tylko jako źródła energii odnawialnej, ale także jako surowca do otrzymywania m.in. biopolioli, które mogą zastępować oligomerole pochodzenia petrochemicznego w syntezie materiałów poliuretanowych. Zasoby biomasy odpadowej pochodzą głównie z rolnictwa (nadmiar słomy oraz siana), z leśnictwa (odpady drzewne), upraw roślin energetycznych, źródeł biologicznych (roślinność wodna oraz osady) oraz gospodarki komunalnej. Biomasa lignocelulozowa stanowi obiecującą alternatywę do pozyskiwania biopolioli mogących znaleźć zastosowanie w produkcji tworzyw sztucznych, przede wszystkim ze względu na swój odnawialny charakter. Dla uzyskania wysokowartościowego produktu biomasę należy poddać np. upłynnianiu. Upłynnianie jest niskotemperaturowym procesem termochemicznym, opartym na reakcjach solwolizy. Proces ten prowadzi do powstania mniejszych cząsteczek lub fragmentów rozpuszczalnych w wodzie lub odpowiednim rozpuszczalniku. Te małocząsteczkowe fragmenty charakteryzują się niską trwałością i wysoką reaktywnością, co pozwala na ich ponowne poddanie polimeryzacji i otrzymywanie związków olejowych o szerokim zakresie mas cząsteczkowych [Liang L., Mao Z., Li Y., Wan C., Wang T., Zhang L., Zhang L., Liquefaction of crop residues for polyol production, Bioresources, 1, 2006, 1]. Tak otrzymane produkty można zastosować w produkcji materiałów poliuretanowych, żywic epoksydowych i fenolowych oraz klejów [Hassan E.M., Shukry N., Industrial Crop and Products, Polyhydric alcohol liquefaction of some lignocellulosic agricultural residues, 27, 2008, 33]. W biomasie lignocelulozowej znajdują się składniki zawierające grupy hydroksylowe możliwe do wykorzystania między innymi w reakcjach z izocyjanianami. Różne materiały lignocelulozowe, takie jak drewno [Kurimoto Y, Takeda M, Koizumi A et al (2000)
Mechanical properties of polyurethane films prepared from liquefied wood with polymeric MDI. Bioresour Technol 74: 151-157. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(00)00009-2], papier [Lee S-H, Yoshioka M, Shiraishi N (2000) Liquefaction of corn bran (CB) in the presence of alcohols and preparation of polyurethane foam from its liquefied polyol. J Appl Polym Sci 78: 319-325. https://doi.org/10.1002/10974628(20001010)78:2<319::AID-APP120>3.0.CO;2-Z], słoma [Wang H, Chen HZ (2007) A novel method of utilizing the biomass resource: rapid liquefaction of wheat straw and preparation of biodegradable polyurethane foam (PUF). J Chin Inst Chem Eng 38: 95-102.
https://doi.org/10.1016/j.jcice.2006.10.004], bambus [Yip J, Chen M, Szeto YS, Yan S (2009) Comparative study of liquefaction process and liquefied products from bamboo using different organic solvents. Bioresour Technol 100: 6674-6678. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.07.045], trzcina cukrowa [Abdel Hakim AA, Nassar M, Emam A, Sultan M (2011) Preparation and characterization of rigid polyurethane foam prepared from sugar-cane bagasse polyol. Mater Chem Phys 129: 301-307. https://doi.org/10.1016Zj.matchemphys.2011.04.008] i łodygi zboża [Wang H, Chen HZ (2007) A novel method of utilizing the biomass resource: rapid liquefaction of wheat straw and preparation of biodegradable polyurethane foam (PUF). J Chin Inst Chem Eng 38: 95-102.
https://doi.org/10.1016/jjcice.2006.10.004], zostały upłynnione przy użyciu różnych rozpuszczalników w celu uzyskania polioli, a następnie wytworzenia pianek poliuretanowych. Jednakże ze względu na pochodzenie biomasy - głównie rolnictwo, może ona być surowcem konkurencyjnym ze względu na wykorzystywanie niektórych jej źródeł na cele żywnościowe. Jednak w przypadku makuchów będących produktem odpadowym z przemysłu olejarskiego nie stanowi to problemu, ponieważ makuchy nie są przeznaczone do celów spożywczych ani rolniczych w dużych ilościach. Zaliczane są one do pozostałości organicznych o zróżnicowanej wartości odżywczej, energetycznej oraz nawozowej, często charakteryzujące się niekorzystnym pH. Ze względu na skład, podczas nieumiejętnego przechowywania stanowią zagrożenie ekologiczne oraz istotny czynnik ryzyka wystąpienia procesów gnilnych. W związku z tym są trudnym problemem ekonomicznym i ekologicznym. Jak dotąd proponowane przez literaturę oraz gospodarkę rozwiązania tego trudnego problemu ekologicznego i ekonomicznego są tylko fragmentaryczne i nie rozwiązują go kompleksowo [§ahin, S., Elhussein, E. A. A., 2018. Valorization of a biomass: phytochemicals in oilseed by-products. Phytochemistry Reviews, 17 (4), 657-668.
https://doi.org/10.1007/s1110]. Makuchy z roślin oleistych mogą charakteryzować się wysoką zawartością tanin, co ogranicza zastosowanie ich żywieniu zwierząt. Mają one niekorzystny wpływ na produkcyjność zwierząt. Związane jest to przede wszystkim z zaburzeniem prawidłowego przebiegu procesów fizjologicznych, w tym inaktywacji natywnych enzymów trawiennych i wchodzeniem tych związków w szlaki metaboliczne w następstwie innych substancji. Są one absorbowane z przewodu pokarmowego wykazując działanie goitrogenne, hamują syntezę hormonów tarczycy, zaburzają pracę wątroby i nerek [Strzetelski, J. A., Kowalczyk, J., Krawczyk, K., Stasiniewicz, T., Lipiarska, E., 1998a. Evening primrose (Oenothera paradoxa) oil cake or ground rape seed supplement to diets for dairy cows. J. Anim. Feed Sci, 7 (4), 365-375; Strzetelski, J. A., Kowalczyk, J., Niwińska, B., Krawczyk, K., Maciaszek, K., 1998b. A note on rearing calves on diets supplemented with evening primrose (Oenothera paradoxa) oil cake. Journal of Animal and Feed Sciences, 7 (4), 377-383].
Makuchy stanowią odpad, którego upłynnienie i przetworzenie do pełnowartościowego biosurowca jest odpowiedzią na nagromadzenie kłopotliwych pozostałości poprodukcyjnych nienadających się do zagospodarowania w bezpośrednich procesach produkcji rolnej. Wykorzystanie biopolioli z makuchów w formulacji poliuretanowej jest rozwiązaniem innowacyjnym, które pozwoli na otrzymanie nowych, niepalnych, o zwiększonej podatności na biodegradację materiałów poliuretanowych, o korzystnej charakterystyce użytkowej. Ponadto zastosowanie odpadowych makuchów w syntezie chemicznej spełnia założenia gospodarki o obiegu zamkniętym, której celem jest minimalizacja wytwarzania odpadów, a jeżeli już powstaną, to powinny być ponownie wykorzystane.
W badaniach własnych podjęto prace zmierzające do opracowania technologii otrzymywania nowych ekologicznych polioli z zastosowaniem techniki upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów roślinnych z gorczycy białej (Sinapis alba) zawierających siarkę fosfor, azot, które wprowadzone do przedmieszki jako surowiec poliolowy, będą skutecznie obniżać palność materiału poliuretanowego, przy jednoczesnym obniżeniu udziału drogiego i toksycznego dla środowiska przemysłowego antypirenu. Uwzględniono również potrzebę wyprodukowania polioli, które nie zakłóciłyby procesu produkcji poliuretanów. W prowadzonych badaniach celem było także określenie wpływu nowych biopolioli na właściwości fizykomechaniczne, strukturę oraz palność materiałów poliuretanowych.
Istotą wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania uniepalniającego poliolu w procesie upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów roślinnych z gorczycy białej (Sinapis alba) oraz zastosowanie go do syntezy ogniobezpiecznych, sztywnych pianek poliuretanowych, o zwiększonej podatności na biodegradację.
Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu przeznaczonego do syntezy ogniobezpiecznych, sztywnych pianek poliuretanowych o zwiększonej podatności na biodegradację, przebiegający w jednoetapowym procesie polegającym na reakcji solwolizy, czyli reakcji między rozpuszczalnikiem zawierającym grupy hydroksylowe, 2,2’-tiodietanolem, a produktem ubocznym pochodzącym z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów z gorczycy białej (Sinapis alba), w obecności katalizatora kwasowego, najkorzystniej w postaci żywicy jonowymiennej według wynalazku polega na tym, że reakcji solwolizy poddaje się 2,2’-tiodietanol w ilości 360,00 g z surowym (nieodolejonym) makuchem z gorczycy białej (Sinapis alba) w ilości 40,00 g oraz katalizatorem kwasowym w postaci kwasowej żywicy jonowymiennej w ilości 15,00 g, stosunek masowy reagentów wynosi 9 : 1 : 0,375 dla odpowiednio 2,2’-tiodietanolu, makucha i katalizatora; zaś reakcję solwolizy prowadzi się od 4 do 7 godzin w temperaturze 150-180°C.
Otrzymany wg wynalazku uniepalniający poliol w procesie upłynniania produktów ubocznych pochodzących z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów roślinnych z gorczycy białej (Sinapis alba), można zastosować w procesie syntezy sztywnych pianek poliuretanowych, zastępując od 10 do 100% poliol petrochemiczny, który będzie spełniał rolę oprócz surowca poliolowego, również środka zmniejszającego palność zwiększającego podatność na biodegradację otrzymanych pianek.
Sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowych w reakcji polimerycznego 4,4,-diizocyjanianodifenylometanu z poliolem będącym produktem oksypropylenowania sorbitolu o LOH = 420 mgKOH/g oraz poliolem otrzymanym w wyniku solwolizy makucha z gorczycy białej przy udziale katalizatorów w postaci 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym oraz 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym, środka powierzchniowo czynnego w postaci kopolimeru polisiloksanopolioksy-etylenopolioksypropylenowego, poroforu chemicznego w postaci wody destylowanej według wynalazku polega na tym, że reakcję prowadzi się zastępując produkt oksypropylenowania sorbitolu poliolem z biomasy o obniżonej palności, otrzymanym wyżej opisanym sposobem.
Zaletą sposobu według wynalazku jest jednostopniowy sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowych o zmniejszonej palności według PN-76/C-89020, zmniejszonej kruchości według ASTM C-421-61, zwiększonej odporności na starzenie według ISO 1923:1981 i PN-ISO 4590:1994, mniejszej chłonności i nasiąkliwości wody według DIN 53433, większej wytrzymałości na ściskanie według PN-EN 842, większej podatności na biodegradację ISO 17556: 2019 oraz niższym współczynniku przewodzenia ciepła λ według normy ISO 8301 w stosunku do pianki wzorcowej bez dodatku poliolu zmniejszającego palność.
Przedmiot wynalazku przedstawiony został na przykładach wykonania:
Przykład 1. Otrzymywanie poliolu na bazie biomasy. Syntezę prowadzono w jednym etapie w szklanym reaktorze o pojemności 1000 cm3 z płaszczem grzewczym, wyposażonym w chłodnicę zwrotną, czujnik temperatury, mieszadło mechaniczne. Do reaktora wprowadza się 2,2’-tiodietanol w ilości 360,00 g, w następnej kolejności dodaje się surowy (nieodolejony) zmielony makuch z gorczycy białej (Sinapis alba) w ilości 40,00 g oraz katalizator kwasowy w postaci żywicy jonowymiennej Amberlite w ilości 15,00 g (stosunek masowy reagentów wynosi 9 : 1 : 0,375 dla odpowiednio 2,2’-tiodietanolu, makucha i katalizatora). Reakcję solwolizy makucha z gorczycy prowadzi się od 4 do 7 godzin w temperaturze 150-180°C. Po reakcji odfiltrowano katalizator wraz z zanieczyszczeniami.
Produktem reakcji jest poliol o barwie ciemnobrunatnej w postaci umiarkowanie lepkiej cieczy o liczbie hydroksylowej 442,02 ±1,63 mg KOH/g, liczbie kwasowej 1,20 ±0,32 mg KOH/g, gęstości 1,18 ±0,01 g/cm3, zawartości wody 0,05 ±0,01% mas., pH 7,0 ±0,2, zawartości pierwiastków należących do grupy opóźniaczy palenia: S-23,57%, P-1,19% i N-0,52%.
Przykład 2. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 60,12 g (0,9 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 6,35 g (0,1 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,39 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,93 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,17 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,17 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 42,21 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 16,11% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 346,86 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 22,9% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,5% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 23,5 mW/(m·K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 95,8% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,97 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,5% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 3,2% (iSo 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,14% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 3. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 53,43 g (0,8 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 12,69 g (0,2 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,38 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,92 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,17 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,16 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 42,25 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 15,73% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 347,35 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 23,1% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,5% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 23,4 mW/(m^K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 96,1% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,95 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,5% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 3,2% (ISO 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,11% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 4. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 46,75 g (0,7 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 19,04 g (0,3 R) poliolu z biomasy o LOH = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,38 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,91 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,16 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,16 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 42,99 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 15,48% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 351,87 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 23,3% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,4% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 23,4 mW/(m·K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 96,1% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,90 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,4% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 3,0% (iSo 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,01% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 5. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 40,07 g (0,6 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 25,38 g (0,4 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,37 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,90 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,16 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,16 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 42,89 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 14,54% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 355,94 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 23,9% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,4% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 23,1 mW/(m^K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 96,3% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,85 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,3% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,9% (iSo 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,95% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 6. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 33,39 g (0,5 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 31,73 g (0,5 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,37 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,89 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,16 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,15 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 43,51 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 14,94% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 357,65 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 23,6% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,2% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 23,1 mW/(m^K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 96,6% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,84 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,1% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,9% (iSo 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,99% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 7. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 26,71 g (0,4 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 38,08 g (0,6 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,36 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,88 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,15 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,15 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 43,26 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 15,01% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 362,25 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 24,1% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,3% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 22,8 mW/(m^K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 97,1% (aStM D3014-73), szybkości spalania 0,80 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,1% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,6% (iSo 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,91% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 8. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 20,04 g (0,3 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 44,42 g (0,7 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,36 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,88 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,15 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,15 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 43,89 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 14,34% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 360,25 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 24,2% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,1% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 22,5 mW/mK (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 96,9% (ASTM D3014-73), szybkości spalania 0,76 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,1% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,7% (ISO 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,88% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 9. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 13,36 g (0,2 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 50,77 g (0,8 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,35 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,87 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,15 g 33-procentowego roztworu 1,4
-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,14 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 43,95 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchoścM4,02% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 366,74 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 24,5% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,1% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 21,8 mW/(m·K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 97,5% (ASTM D3014-73), szybkości spalania 0,75 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,0% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,5% (ISO 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,80% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 10. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 6,68 g (0,1 R) produktu oksypropylenowania sorbitolu (Rokopol RF-551) o Loh = 420 mg KOH/g; 57,11 g (0,9 R) poliolu z biomasy o Loh= 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,34 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,86 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,14 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,14 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 44,28 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 14,20% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 371,05 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 24,7% (PN-76/C-89020), chłonności wody 1,0% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 21,9 mW/(m·K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 97,9% (ASTM D3014-73), szybkości spalania 0,71 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 0,9% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,5% (ISO 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,81% (PN-ISO 4590:1994).
Przykład 11. Otrzymywanie pianek na bazie polioli z biomasy. Przedmieszkę sporządzoną z 63,46 g (1,0 R) poliolu z biomasy o Loh = 442,02 mg KOH/g otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1; 5,34 g kopolimeru polisiloksanopolioksyetylenopolioksypropylenowego; 7,85 g 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym; 3,14 g 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym i 3,14 g wody destylowanej, miesza się z 250,60 g polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu (Purocyn B) o zawartości grup - NCO 31% i wlewa się do otwartej formy. Otrzymuje się sztywną piankę poliuretanowo/poliizocyjanurową o gęstości pozornej 43,91 kg/m3 (DIN 53420) ISO 845:1988; kruchości 14,02% (ASTM-C-421-61), wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do wzrostu 375,74 kPa (DIN 53577) ISO 844:1993, o wskaźniku tlenowym 24,9% (PN-76/C-89020), chłonności wody 0,9% (DIN 53433), współczynniku przewodnictwa cieplnego 21,5 mW/(m·K) (Aparat FOX 200 firmy Lasercomp), retencji 98,1% (ASTM D3014-73), szybkości spalania 0,71 mm/s (PN-78/C-05012), zmianie wymiaru liniowego mierzone zgodnie z kierunkiem wzrostu pianki po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 0,9% (ISO 1923:1981), zmianie objętości geometrycznej po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 2,2% (ISO 1923:1981), ubytkowi masy po 48 h termostatowaniu w temp. 120°C 1,73% (PN-ISO 4590:1994).

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu przeznaczonego do syntezy ogniobezpiecznych, sztywnych pianek poliuretanowych o zwiększonej podatności na biodegradację, przebiegający w jednoetapowym procesie polegającym na reakcji solwolizy, czyli reakcji między rozpuszczalnikiem zawierającym grupy hydroksylowe, 2,2’-tiodietanolem, a produktem ubocznym pochodzącym z produkcji rolnej w postaci zmielonych makuchów roślinnych z gorczycy białej Sinapis alba, w obecności katalizatora kwasowego, najkorzystniej w postaci żywicy jonowymiennej znamienny tym, że reakcji solwolizy poddaje się 2,2’-tiodietanol w ilości 360,00 g z surowym, nieodolejonym, makuchem z gorczycy białej w ilości 40,00 g oraz katalizatorem kwasowym w postaci kwasowej żywicy jonowymiennej w ilości 15,00 g, stosunek masowy reagentów wynosi 9 : 1 : 0,375 dla odpowiednio 2,2’-tiodietanolu, makucha i katalizatora, zaś reakcję solwolizy prowadzi się od 4 do 7 godzin w temperaturze 150-180°C.
  2. 2. Sposób wytwarzania sztywnych pianek poliuretanowych w reakcji polimerycznego 4,4’-diizocyjanianodifenylometanu z poliolem będącym produktem oksypropylenowania sorbitolu o Loh=420 mgKOH/g oraz poliolu otrzymanym w wyniku solwolizy makucha z gorczycy białej, przy udziale katalizatorów w postaci 33-procentowego roztworu octanu potasu w glikolu dietylenowym oraz 33-procentowego roztworu 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu w glikolu dietylenowym, środka powierzchniowo czynnego w postaci kopolimeru polisiloksanopolioksy-etylenopolioksypropylenowego, poroforu chemicznego w postaci wody destylowanej znamienny tym, że reakcję prowadzi się zastępując produkt oksypropylenowania sorbitolu poliolem z biomasy o obniżonej palności, otrzymanym sposobem określonym w zastrzeżeniu 1.
PL444520A 2023-04-20 2023-04-20 Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu PL248940B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444520A PL248940B1 (pl) 2023-04-20 2023-04-20 Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu
EP23169304.5A EP4450531A1 (en) 2023-04-20 2023-04-21 A method for obtaining reactive polyol materials from waste agricultural biomass and their use in manufacturing flame-retardant foam thermal insulation materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444520A PL248940B1 (pl) 2023-04-20 2023-04-20 Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL444520A1 PL444520A1 (pl) 2023-11-13
PL248940B1 true PL248940B1 (pl) 2026-02-16

Family

ID=88789804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL444520A PL248940B1 (pl) 2023-04-20 2023-04-20 Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4450531A1 (pl)
PL (1) PL248940B1 (pl)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL233221B1 (pl) * 2017-09-18 2019-09-30 Univ Kazimierza Wielkiego W Bydgoszczy Sposób otrzymywania surowca poliolowego do syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych oraz sposób syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych
PL439000A1 (pl) * 2021-09-21 2023-03-27 Uniwersytet Kazimierza Wielkiego Sposób otrzymywania surowca biopoliolowego zawierającego heteroatomy siarki i boru

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007149418A2 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Meadwestvaco Corporation Nucleating agents for plastic foams
US12054597B2 (en) 2018-10-05 2024-08-06 The Chemours Company Fc, Llc Compositions comprising 1,2-dichloro-1,2-difluoroethylene for use in foam blowing applications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL233221B1 (pl) * 2017-09-18 2019-09-30 Univ Kazimierza Wielkiego W Bydgoszczy Sposób otrzymywania surowca poliolowego do syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych oraz sposób syntezy sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych
PL439000A1 (pl) * 2021-09-21 2023-03-27 Uniwersytet Kazimierza Wielkiego Sposób otrzymywania surowca biopoliolowego zawierającego heteroatomy siarki i boru

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. PACIOREK-SADOWSKA I INNI: "POLIMERY 2018, 63, nr 10, 694-699", "NOWY BIOPOLIOL NA BAZIE OLEJU Z GORCZYCY BIAŁEJ (SINAPIS ALBA) JAKO ALTERNATYWNY SUROWIEC DLA PRZEMYSŁU POLIURETANOWEGO" *
M. BOROWICZ I INNI: "Polymers 2019, 11, 1816; DOI:10.3390/polym11111816", „BIODEGRADABLE, FLAME-RETARDANT, AND BIO-BASED RIGID POLYURETHANE/POLYISOCYANURATE FOAMS FOR THERMAL INSULATION APPLICATION" *

Also Published As

Publication number Publication date
PL444520A1 (pl) 2023-11-13
EP4450531A1 (en) 2024-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Furtwengler et al. Renewable polyols for advanced polyurethane foams from diverse biomass resources
Da Silva et al. Polyurethane foams based on modified tung oil and reinforced with rice husk ash I: Synthesis and physical chemical characterization
Gu et al. Preparation and characterization of sustainable polyurethane foams from soybean oils
US8022257B2 (en) Methods for producing polyols using crude glycerin
Rastegarfar et al. Characterization of polyurethane foams prepared from liquefied sawdust by crude glycerol and polyethylene glycol
Yue et al. Liquefaction of waste pine wood and its application in the synthesis of a flame retardant polyurethane foam
CN106397475B (zh) 一种植物油基多元醇及其制备方法和应用
Furtwengler et al. Novel rigid polyisocyanurate foams from synthesized biobased polyester polyol with enhanced properties
Zhao et al. Preparation and fire resistance modification on tannin-based non-isocyanate polyurethane (NIPU) rigid foams
Asare et al. Waste to resource: Synthesis of polyurethanes from waste cooking oil
Tang et al. Biobased thermoplastic polyamide elastomers: preparation, properties, and applications
Domingos et al. Polyurethane foams from liquefied orange peel wastes
CN114106281A (zh) 一种回收再生多元醇改性的方法及改性多元醇的用途
Liu et al. Facile solvent-Free preparation of biobased rigid polyurethane foam from raw citric acid fermentation waste
CN105968292A (zh) 木薯渣基多元醇和木薯渣基聚氨酯泡沫塑料及其制备方法与应用
Yu et al. Bagasse as functional fillers to improve and control biodegradability of soy oil-based rigid polyurethane foams
Li et al. Lignocellulosic biomass-based polyols for polyurethane applications
Yu et al. Characteristics of glycolysis products of polyurethane foams made with polyhydric alcohol liquefied Cryptomeria japonica wood
Gosz et al. The Influence of Substitution of a Phosphorus-Containing Polyol with the Bio-polyol on the Properties of Bio-based PUR/PIR Foams
Hipulan et al. Development of high-performance coconut oil-based rigid polyurethane-urea foam: A novel sequential amidation and prepolymerization process
Singh et al. Non-isocyanate polyurethane (NIPU) Foams: Overcoming challenges and embracing sustainability
Malucelli et al. Sustainability in polyurethanes: old hat or new strategy for future developments?
Stirna et al. Structure and properties of polyurethane foams obtained from rapeseed oil polyols
PL248940B1 (pl) Sposób otrzymywania uniepalniającego poliolu oraz sposób otrzymywania pianek poliuretanowych z użyciem tego poliolu
Alhanish et al. Investigating the Recent Development of Bio-based Polyurethane Foam Produced from Renewable Resources