Properties of Branched Polyurethanes Modified by Structure Changing

• Autorzy: Joanna Brzeska , Magda Morawska , Wanda Sikorska , Marek Kowalczuk , Maria Rutkowska

Warianty tytułu

Właściwości rozgałęzionych poliuretanów modyfikowane zmianą struktur

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Branched polyurethanes with long said chains are one of polymer groups characterized with high solubility, low viscosities, increased swelling and better elasticity than linear ones. Dependently on amount of branching points these properties can change. Tendency of polyurethanes to hydrogen bonding and connected with this different crystallinity strongly influence on mentioned properties. Polyurethanes, based on the same substrates but with their different ratio, were synthesized and investigated. They were obtained via two-stage method. Soft segments were built with blend of two oligomeric diols: synthetic amorphous poly([R,S]-3-hydroxybutyrate) and polycaprolactonediol, and trifunctional polycaprolactonetriol. Hard segments were result of synthesis of 4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate and 1,4-butanediol. Thermal properties, density, hardness, and water and oil sorption of obtained branched polyurethanes were estimated. It was concluded that increasing branching points decreased crystallinity of polyurethane and increased its water sorption. While increasing the amount of hydrophobic polycaprolactone chains in polyurethane structure has increased the sorption of vegetable oil. And increasing of molar ratio of NCO:OH in prepolymer increased crystallinity of soft segments and hardness of sample. Results of investigation indicated that via changing structure of branched polyurethanes material with different sorption and physicochemical properties could be obtained. (original abstract)

Rozgałęzione poliuretany o długich łańcuchach są jedną z grup polimerowych charakteryzujących się wysoką rozpuszczalnością, niską lepkością, zwiększonym pęcznieniem i lepszą elastycznością niż poliuretany liniowe. W zależności od liczby punktów rozgałęzień właściwości te ulegają zmianie. Tendencja poliuretanów do tworzenia wiązań wodorowych i związana z tym różna krystaliczność silnie wpływają na wspomniane właściwości. Poliuretany, oparte na tych samych substratach, ale o innym stosunku, zostały zsyntetyzowane i zbadane. Uzyskano je metodą dwustopniową. Segmenty giętki zbudowano z mieszanki dwóch oligomerycznych dioli - syntetycznego amorficznego poli([R,S]-3-hydroksymaślanu) i polikaprolaktonodiolu i trzyfunkcyjnego polikaprolaktonotriolu. Twarde segmenty były wynikiem syntezy 4,4'-dicykloheksylodiizocyjanianu metylu i 1,4-butanodiolu. Oceniono właściwości termiczne, gęstość, twardość oraz sorpcję wody i oleju dla otrzymanych rozgałęzionych poliuretanów. Stwierdzono, że wzrost ilości punktów rozgałęziania obniżyły krystaliczność poliuretanu i zwiększyły jego sorpcję wody. Natomiast zwiększenie ilości hydrofobowych łańcuchów polikaprolaktonu w strukturze poliuretanu zwiększyło sorpcję oleju roślinnego. Zaś zwiększenie stosunku molowego NCO:OH w prepolimerze zwiększyło krystaliczność segmentów giętkich i twardość próbki. Wyniki badań wykazały, że dzięki zmianie struktury rozgałęzionych poliuretanów można uzyskać materiał o różnych właściwościach sorpcyjnych i fizykochemicznych. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Polymers; Physicochemical property

PL

Polimery; Właściwości fizykochemiczne

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2018
• Numer: nr 4
• Strony: 56--64

Twórcy

autor

Joanna Brzeska

• Gdynia Maritime University, Poland

autor

Magda Morawska

• Gdynia Maritime University, Poland

autor

Wanda Sikorska

• Polish Academy of Sciences

autor

Marek Kowalczuk

• Polish Academy of Sciences; University of Wolverhampton, School of Biology, Chemistry and Forensic Science

autor

Maria Rutkowska

• Gdynia Maritime University, Poland

Bibliografia

• [1] Alvarado N., Alegria L., Sandoval C., Kortaberr G., Leiva A., Gargallo L., Radic D. (2014) Synthesis and characterization of a branched poly(methacrylamide): thermal stability and molecular simulation studies of their blends with vinylic. Polymers Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry, 51, 864-872.
• [2] Huang W., Gu W., Yang H., Xue X., Jiang B., Zhang D., Fang J., Chen J., Yang Y., Guo J. (2017) Preparation and properties of branched polystyrene through radical suspension polymerization. Polymers, 9, 1-14.
• [3] Liu P ., L iu W ., W ang W .-J., Li B.-G., Zhu S. (2017) A comprehensive review on controlled synthesis of long-chain branched polyolefins: Part 3, Characterization of longchain branched polymers. Macromolecular Reaction Engineering, 11, 1-20.
• [4] Bezwada R.S. (2014) Absorbable branched polyesters and polyurethanes. Patent Application No. US 2014/0142199 A1.
• [5] Sami S., Yildirim E., Yurtsever M., Yurtsever E., Yilgor E., Yilgor I., Wilkes G.L. (2014) Understanding the influence of hydrogen bonding and diisocyanate symmetry on the morphology and properties of segmented polyurethanes and polyureas. Computational and experimental study. Polymer, 55, 4563-4576.
• [6] Anju M., Renuka N.K. (2018) Magnetically actuated graphene coated polyurethane foam as potential sorbent for oils and organics. Arabian Journal of Chemistry (in press) . https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2018.01.012.
• [7] Sone H ., F ugetsu B ., T anaka S . ( 2009) S elective e limination o f l ead(II) i ons b y a lginate/ polyurethane composite foams. Journal of Hazardous Materials, 162, 423-429.
• [8] Yilgör I., Yilgör E., Wilkes G.L. (2015) Critical parameters in designing segmented polyurethanes and their effect on morphology and properties: A comprehensive review. Polymer, 58, A1eA36.
• [9] Kurcok P., Smiga M., Jedliński Z. (2002) β-Butyrolactone polymerization initiated with tetrabutylammonium carboxylates: A novel approach to biomimetic polyester synthesis. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 40, 2184-2189.
• [10] Szelest-Lewandowska A., Skupień A., Masiulanis B., (2002) Syntezy i właściwości nowych poliuretanów dla medycyny. Elastomery, 6, 3-14.
• [11] Arslan H., Adamus G., Hazer B., Kowalczuk M. (1999) Electrospray ionisation tandem mass spectrometry of poly[(R,S)-3-hydroxybutanoic acid] telechelics containing primary hydroxy end groups. Rapid Communication in Mass Spectrometry, 13, 2433-2438.
• [12] Brzeska J., Heimowska A., Janeczek H., Kowalczuk M., Rutkowska M. (2014) Polyurethanes based on atactic poly[(R,S)-3-hydroxybutyrate]: preliminary degradation studies in simulated body fluids. Journal of Polymers and the Environment, 22, 176-182.
• [13] Brzeska J., Morawska M., Sikorska W., Tercjak A., Kowalczuk M., Rutkowska M. (2017) Degradability of cross-linked polyurethanes based on synthetic polyhydroxybutyrate and modified with polylactide. Chemical Papers, 71, 2243-2251.
• [14] Brzeska J., Dacko P., Gębarowska K., Janik H., Kaczmarczyk B., Kasperczyk J., Kowalczuk M., Rutkowska M. (2012) The structure of novel polyurethanes containing synthetic poly[(R,S)-3-hydroxybutyrate]. Journal of Applied Polymer Science, 125, 4285-4291.
• [15] Brzeska J., Elert A., Morawska, Sikorska W., Kowalczuk M., Rutkowska M.: Structure and selected properties M. of linear and branched polyurethanes with synthetic polyhydroxybutyrate. Paper prepared for publication in the European Polymer Journal.

Identyfikatory

DOI

10.19202/j.cs.2018.04.04