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...

Full description

Bibliographic Details
Author: Laiz Treceño, Miriam
Format: doctoral thesis
Publication Date:2022
Country:España
Institution:Universitat Autònoma de Barcelona
Repository:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
Language:English
OAI Identifier:oai:ddd.uab.cat:301821
Online Access:https://ddd.uab.cat/record/301821
Access Level:Open access
Keyword:Fluor
Fluorine
Poliuretà
Poliuretano
Polyurethane
Hidrofobicitat
Hidrofobicidad
Hydrophobicity
Ciències Experimentals
id ES_c57f3076041c5bdc8a2deefc468a78b3
oai_identifier_str oai:ddd.uab.cat:301821
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
title Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
spellingShingle Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
Laiz Treceño, Miriam
Fluor
Fluorine
Poliuretà
Poliuretano
Polyurethane
Hidrofobicitat
Hidrofobicidad
Hydrophobicity
Ciències Experimentals
title_short Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
title_full Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
title_fullStr Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
title_full_unstemmed Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
title_sort Synthesis and Characterization of fluorinated polymers
dc.creator.none.fl_str_mv Laiz Treceño, Miriam
author Laiz Treceño, Miriam
author_facet Laiz Treceño, Miriam
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bayón, Joan Carles
dc.subject.none.fl_str_mv Fluor
Fluorine
Poliuretà
Poliuretano
Polyurethane
Hidrofobicitat
Hidrofobicidad
Hydrophobicity
Ciències Experimentals
topic Fluor
Fluorine
Poliuretà
Poliuretano
Polyurethane
Hidrofobicitat
Hidrofobicidad
Hydrophobicity
Ciències Experimentals
description 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.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2
2022-01-01
2022
2022-01-01
dc.type.none.fl_str_mv Tesi doctoral
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://ddd.uab.cat/record/301821
url https://ddd.uab.cat/record/301821
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
instname:Universitat Autònoma de Barcelona
instname_str Universitat Autònoma de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de Documents de la UAB
collection Dipòsit Digital de Documents de la UAB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869418993738055680
spelling Synthesis and Characterization of fluorinated polymersLaiz Treceño, MiriamFluorFluorinePoliuretàPoliuretanoPolyurethaneHidrofobicitatHidrofobicidadHydrophobicityCiències ExperimentalsLa 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.The following doctoral thesis is focused on the field of thermoplastic polyurethanes (TPUs) and it is divided into two parts. The first deals with the synthesis of new fluorinated TPUs for the generation of hydrophobic materials with anti-staining properties that could be produced at an industrial scale at low cost. To fulfill this goal, trifluoroethanol (TFE) was selected as the main building block to generate difunctional monomers containing the trifluorethyl moiety in the backbone. The synthesis of five monomers was assessed, finally focusing on the most promising 3-(2,2,2-trifluoroethyoxy)-1,2-propanediol (DiolF), comprising the fluorinated group through a robust ether bond. Its production was scale-up to 2 kg in a reactor of 10 L, without the use of harmful solvents and with no loss of fluorine. In turn, DiolF was employed as the main monomer in several polymerization reactions to generate fluorinated polyester and polycaprolactones (PCLs) through different methodologies at a kilogram scale. A traditional polycondensation between acid adipic and DiolF lead to the desired product ADP:DiolF with high conversion of the monomers. Subsequently, DiolF was used as an initiator in a ring-opening polymerization reaction with ε-caprolactone. Finally, two families of aliphatic TPUs, one based on PCL as the soft segment and another on polycarbonate were produced to test the role of fluorine. A total of 12 TPUs were characterized by optical, thermal, tribological, and surface properties. In addition to study various classes of polyols, several halogen contents were essayed (from 1.9 to 7.0 wt.% fluorine) by blending different ratios of ADP:DiolF in the TPU. Although diverse conditions were assessed, no significant improvements in water contact angle, surface free energy, or friction measurements were obtained. The combination of a highly compatible fluorinated polyester with the rest of the TPU matrix and rapid quenching of the material in the injection molding leads to a system that hampers the fluorine migration to the surface. Concerning the second part of this research, it was focused on the development of control processes to produce a new TPU in continuous at Lubrizol facilities with reproducible quality. Several variables such as the raw materials, reaction intermediates, the final polymer, and the posterior extruded film, were explored as a part of an exhaustive and large-scale study of the company.Bayón, Joan Carles 22022-01-0120222022-01-01Tesi doctoralhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://ddd.uab.cat/record/301821reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UABinstname:Universitat Autònoma de BarcelonaInglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ddd.uab.cat:3018212026-06-06T12:50:31Z
score 15.812455

Similar Items