Kompozītmateriālu iegūšana no taleļļas taukskābēm sintezētiem sveķiem un dažādas izcelsmes pildvielām

Abstract

Darbā veikta bio-bāzēta divkomponentu termoreaktīvā polimēra un tā kompozītu izstrāde. Vispirms epoksidēja taleļļas taukskābes, iegūstot oksirāna grupas saturošu epoksīdu, no kura tālāk ieguva poliolu, izmantojot spirtu. Šī poliola hidroksilgrupas acetoacetilēja transesterifikācijas ceļā, izmantojot terc-butilacetoacetātu. Rezultātā ieguva taleļļas poliola acetoacetāta esteri, kas darbojas kā Maikla donors. Šis savienojums reaģēja ar akrilātu (Maikla akceptoru) pēc Maikla 1,4- pievienošanās mehānisma, veidojot polimērmateriālu. Iegūtajai polimēru matricai pievienoja dažādas izcelsmes pildvielas, izstrādāja kompozītmateriālus ar pielāgotām termiskajām un mehāniskajām īpašībām. Materiālus analizēja ar termogravimetrisko analīzi (TGA), skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM), diferenciāli skenējošo kalorimetriju (DSC) un dinamisko mehānisko analīzi (DMA), lai noteiktu to ķīmisko struktūru un termiskās īpašības. Tika analizētas fizikāli – mehāniskās īpašības. Rezultāti rāda, ka iegūtie materiāli ir piemēroti augstas pievienotās vērtības kompozītu ieguvē.

In this work, bio-based two-component thermoset polymer and its composites were developed. Initially, tall oil fatty acids were epoxidized to obtain an epoxide containing oxirane groups, which was further converted into a polyol using an alcohol. The hydroxyl groups of the resulting polyol were acetoacetylated via a transesterification reaction using tert-butyl acetoacetate. This process yielded a tall oil-based polyol acetoacetate ester, which acts as a Michael donor. The compound was then reacted with an acrylate (Michael acceptor) via the Michael 1,4-addition mechanism, forming the polymeric material. Various fillers of different origins were incorporated into the polymer matrix to develop composites with tailored thermal and mechanical properties. The products were analyzed using thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and dynamic mechanical analysis (DMA) to determine their chemical structure and their thermal properties. Physical – mechanical properties were determined. The results show that the materials obtained have significant potential for high-value composite applications.