Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11469
Title: Synthesis and characterization of non-isocyanate polyurethane from natural and poly (Iactic acid)
Other Titles: การสังเคราะห์และวิเคราะห์คุณลักษณะของพอลิยูริเทนแบบไม่ใช้ไอโซไซยาเนตจากยางธรรมชาติและพอลิแลคติกแอซิด
Authors: Varaporn Tanrattanakul
Ruedee Jaratrotkamjorn
Keywords: Polyurethanes Synthesis
Issue Date: 2017
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: Non-isocyanate polyurethane (NIPU) based on natural rubber (NR) and poly(lactic acid) (PLA) were synthesized by polyaddition without catalyst and solvent. Two new oligoisoprenes (amino telechelic natural rubber (ATNR) and cyclic carbonate telechelic natural rubber (CCTNR)) have synthesized from carbonyl telechelic natural rubber (CTNR) obtaining from the control oxidative degradation of NR with the targeted chain length of 1000 and 2000 g/mol. A cyclic carbonate telechelic PLA (CCPLA) was synthesized from lactic acid by melt condensation in the presence of catalyst and succinic acid then it was subsequently reacted with glycerol carbonate in Steglish esterification. The Mn of CCPLA was in the range from 1000 to 2000 g/mol. The NIPU from NR were successfully synthesized by two approaches. The first approach was the reaction of ATNR and aromatic or aliphatic dicyclic carbonates corresponding to linear NIPU (NIPU#1). The second approach was the reaction of CCTNR and di- or tri- amines corresponding linear and cross-linked NIPU depending on type of amine (NIPU#2). The homogenous films were obtained in cross-linked NIPU#2. The reaction of CCPLA and various diamines produced NIPU#3. The evolution of the reaction was studied by FTIR analysis. The amide formation did not occur in both of NIPU#1 and NIPU# 2 except in NIPU#3. The aminolysis of amine and ester as a side reaction could not prevent from the reaction of NIPU#3; therefore, it has no further analysis. No influence of Mn of ATNR, CCTNR and CCPLA on the reactivity to form NIPU was observed. The single Tg was observed in NIPU#1 and NIPU#2 and depended on the molecular weight of ATNR and CCTNR. The types of amine were not influence on Tg. NIPU#2 was a fully amorphous while the NIPU#1 has a low crystallization rate. DMTA analysis of cross-linked NIPU#2 showed the one a transition temperature. Two decomposition steps were found in both NIPU#1 and NIPU# 2. The first and second steps were the rupture of urethane linkage and hydrocarbon chain, respectively.
Abstract(Thai): พอลิยูริเทนแบบไม่ใช้ไอโซไซยาเนต (NIPU) จากยางธรรมชาติ (NR) และพอลิ แลคติกแอซิด (PLA) เตรียมผ่านปฏิกิริยาการเติมแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวทําละลาย โอลิ โกเมอร์ที่มีหมู่ปลายสายโซ่เป็นเอมีน (ATNR) และโอลิโกเมอร์ที่มีหมู่ปลายสายโซ่เป็นไซคลิก คาร์บอเนต (CCTNR) สังเคราะห์จาก NR ที่มีหมู่ปลายสายโซ่เป็นคาร์บอนิล (CTNR) ซึ่งเตรียม จาก NR ที่ผ่านปฏิกิริยาย่อยสลายแบบออกซิเดชัน โดยมี M, อยู่ในช่วง 1000 และ 2000 g/mol โอลิ โกเมอร์จาก PLA ที่มีหมู่ปลายสายโซ่เป็นไซคลิกคาร์บอเนต (CCPLA) เตรียมจากกรดแลคติกผ่าน ปฏิกิริยาควบแน่นแบบหลอม โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและกรดซัคซินิก และปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน โดย M, อยู่ในช่วง 1000 และ 2000 g/mol NIPU จาก NR มีวิธีการเตรียม 2 วิธี วิธีที่ 1 คือการเตรียม พอลิยูริเทนแบบเส้นตรง (NIPU#1) จาก ATNR และอะลิฟาติกหรืออะโรมาติกไดไซคลิก คาร์บอเนต และวิธีที่ 2 คือการเตรียมพอลิยูริเทนแบบเส้นตรงและแบบเชื่อมขวาง (NIPU#2) จาก CCTNR และไดเอมีนหรือไตรเอมีน แผ่นฟิล์มพอลิยูริเทนสามารถเตรียมได้จากพอลิยูริเทน แบบเชื่อมขวางเท่านั้น การเกิดปฏิกิริยาของพอลิยูริเทนถูกตรวจสอบด้วยเทคนิค FTIR พบว่า ปฏิกิริยาข้างเคียงซึ่งเกิดจากหมู่เอสเทอร์ทําปฏิกิริยากับเอมีนซึ่งเกิดเป็นเอไมด์ไม่ปรากฏในการ เตรียมพอลิยูริเทนชนิด NIPU#1 และ NIPU#2 ยกเว้นพอลิยูริเทนชนิดที่ 3 (NIPU#3) ซึ่งเตรียม จาก CCPLA และไดเอมีน ดังนั้น NIPU#3 จึงไม่ได้มีการวิเคราะห์สมบัติด้านอื่นต่อไป จาก การศึกษาอิทธิพลของน้ําหนักโมเลกุลของโอลิโกเมอร์ (ATNR CCTNR และ CCPLA) ต่อการเตรียม พอลิยูริเทน พบว่าน้ําหนักโมเลกุลไม่มีผลต่อความไวในการเกิดปฏิกิริยา จากการวิเคราะห์สมบัติ ทางความร้อน พบว่า NIPU#1 และ NIPU#2 ปรากฏ T, เพียงค่าเดียว ซึ่งค่า T, ดังกล่าวขึ้นอยู่กับ น้ําหนักโมเลกุลของโอลิโกเมอร์แต่ไม่ขึ้นกับชนิดของเอมีน NIPU#2 เป็นพอลิเมอร์ชนิดอสัณฐาน ขณะที่ NIPU#1 มีอัตราการเกิดผลึกต่ํา จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค DMTA ในพอลิยูริเทนแบบ เชื่อมขวาง (NIPU#2) พบว่า ปรากฏค่า T, เพียงค่าเดียว การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค TGA พบว่า การเสื่อมสลายทางความร้อนของ NIPU#1 และ NIPU#2 มีลักษณะที่เหมือนกัน กล่าวคือในขั้นตอนที่ 1 เป็นการเสื่อมสลายของพันธะยูริเทน ส่วนในขั้นถัดมาเป็นการเสื่อมสลายของสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน
Description: Thesis (Ph.D., Polymer Science and Technology) Prince of Songkla University, 2017
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11469
Appears in Collections:342 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
417064.pdf14.99 MBAdobe PDFView/Open


Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.