Design of renewable and functional polyamides and polyhydroxyurethanes with tunable structure-property relationships
Tid: Fr 2021-12-10 kl 10.00
Plats: F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/62270797340
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: PhD student Charalampos Pronoitis , Polymerteknologi
Opponent: Privatdozent Stefan Naumann, University of Stuttgart
Handledare: Associate Professor Karin Odelius, Polymerteknologi; Professor Minna Hakkarainen, Fiber- och polymerteknologi, Polymerteknologi, Wallenberg Wood Science Center, Polymerteknologi
QC 2021-11-03
Abstract
För en hållbar framtid behöver vi ändra sättet på vilket vi designar och skapar nya polymera material och även hur vi använder dem. För en lyckad omställning behöver vi öka användandet av förnybara råvaror, applicera principerna för grön kemi i deras syntes och produktionsprocesser samt designa material för en ökad återvinningsbarhet efter användning, detta för att minska materialens miljöpåverkan och mängden plastavfall som genereras. I denna avhandling har tvärbundna nätverk och sampolymerer med komplex arkitektur, innehållande amid- och uretanbindningar, syntetiserats. Detta gjordes på ett atomekonomiskt och energieffektivt sätt, utan lösningsmedel eller giftiga reagens, genom ringöppningsaminolys och ringöppningspolymerisation av biobaserade monomerer. Etylenbrassylat, som är en fettsyrabaserad makrodilakton, användes för att skapa både permanenta och dynamiska polyamidnätverk, en syntes som kunde utföras i ett steg vid låg temperatur. Koldioxid och dess derivat utforskades för framställning av olika cykliska karbonater, som sedan användes som byggstenar i dynamiska polyhydroxyuretanätverk och sampolymerer med komplex arkitektur. De permanenta polyamidnätverken var delkristallina och uppvisade en minneseffekt, och hade därmed vid en termparaturförändring god förmåga att återfå sin ursprungliga form. De dynamiska polyamid- och polyhydroxyuretanätverken innehöll disulfidbindningar, och därmed var nätverken helt ombearbetningsbara efter att de skadats. Beroende på deras tvärbindningstäthet och strukturen hos de använda monomererna kunde deras termiska, mekaniska, viskoelastiska och dynamiska egenskaper varieras. En linjär polyhydroxyuretan utformades för att vara löslig i ε-kaprolakton, vilket möjliggjorde en lösningsmedelsfri ringöppningspolymerisation från polyhudroxyuretanens hydroxylgrupper. De skapade ympsampolymerernas molekylvikt kunde varieras och reaktionen begränsades inte av de lösningsmedelsfria betingelserna.