Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
La següent tesi doctoral es centra en el camp dels poliuretans termoplàstics (TPU) i està dividida en dues parts. La primera tracta sobre síntesi de nous TPU fluorats per a la generació de materials hidrofòbics amb propietats antitaques i que es podrien produir a escala industrial i a baix cost. Pe...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:301821 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/301821 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fluor Fluorine Poliuretà Poliuretano Polyurethane Hidrofobicitat Hidrofobicidad Hydrophobicity Ciències Experimentals |
| Sumario: | La següent tesi doctoral es centra en el camp dels poliuretans termoplàstics (TPU) i està dividida en dues parts. La primera tracta sobre síntesi de nous TPU fluorats per a la generació de materials hidrofòbics amb propietats antitaques i que es podrien produir a escala industrial i a baix cost. Per assolir aquest objectiu, es va seleccionar el trifluoroetanol (TFE) com el component fonamental per generar monòmers difuncionals que contenen el grup trifluoretil a l'estructura. Es va avaluar la síntesi de cinc monòmers, centrant-se finalment en el més prometedor, el 3-(2,2,2-trifluoroetoxi)-1,2-propandiol (DiolF), que inclou el grup fluorat a través d'un robust enllaç èter. La seva producció es va escalar fins a 2 kg en un reactor de 10 L, sense l'ús de dissolvents nocius i sense pèrdua de fluor. Al seu torn, el DiolF es va utilitzar com a monòmer principal en diverses reaccions de polimerització per generar polièster fluorat i policaprolactones (PCL) mitjançant diferents metodologies a escala de quilograms. Una policondensació tradicional entre àcid adípic i DiolF genera al producte desitjat ADP:DiolF amb una alta conversió dels monòmers. Posteriorment, s'empra el DiolF com a iniciador en una reacció de polimerització d'obertura d'anell amb ε-caprolactona. Finalment, per avaluar el paper del fluor es van produir dues famílies de TPU alifàtics, una basada en PCL com a segment tou i una altra en policarbonat. Les propietats òptiques, tèrmiques, tribològiques i de superfície d'un total de 12 TPU es van caracteritzar. A més d'estudiar diverses classes de poliols, es van assajar diversos continguts d'halogen (de l'1,9 % al 7,0 % en pes de fluor) barrejant diferents proporcions d'ADP:DiolF al TPU. Tot i que es van avaluar diverses condicions, no es van obtenir millores significatives en l'angle de contacte de l'aigua, l'energia lliure superficial o en la fricció dels materials. La combinació d'un polièster fluorat altament compatible amb la resta de la matriu de TPU i el ràpid refredament del material en l'emmotllament per injecció condueix a un sistema que dificulta la migració del fluor a la superfície. Pel que fa a la segona part d'aquesta investigació, es va centrar en el desenvolupament de processos de control per produir en continu un nou TPU a les instal·lacions de Lubrizol amb una qualitat reproduïble. Es van explorar diverses variables com les matèries primeres, els intermedis de reacció, el polímer final i la pel·lícula extruïda com a part d'un estudi exhaustiu i a gran escala de la companyia. |
|---|