Development of Renewable Feedstock Based Rigid Polyurethane Foam and Nanoclay Composites

Cietais poliuretāna putuplasts tiek plaši pielietots kā siltumizolācijas materiāls celtniecības industrijā, kā arī saldētavu un ledusskapju ražošanā. Mainot cietā poliuretāna putuplasta ražošanas tehnoloģiju, ir iespējams palielināt tā mehāniskās īpašības, lai to varētu pielietot kā trieciena absorbcijas materiālu autobūves industrijā. Izstrādājot cietā poliuretāna putuplasta nano-kompozītus ir iespējams vēl vairāk uzlabot tā mehāniskās īpašības. Kaut arī ir iespējams iegūt cieto poliuretāna putuplastu no atjaunojamām izejvielām, vairums no rūpnieciski ražotā cietā poliuretāna putuplasta tiek iegūts, izmantojot naftas pārstrādes produktus.

Dotajā promocijas darbā augstas efektivitātes cietais poliuretāna putuplasta materiāls tika iegūts no atjaunojamām izejvielām, kā arī no pārstrādāta PET polimēra. Lai cieto poliuretāna putuplastu varētu izmantot kā celtniecības materiālu, tam ir jāatbilst noteiktai uguns reakcijas klasei. Lai varētu izturēt attiecīgos materiāla uguns reakcijas testus, materiāla sastāvā tiek iekļautas liesmu slāpējošas vielas – antipirēni. Vairums izmantoto antipirēnu ir halogēnu grupu saturošas vielas, kuru izmantošana ir saistīta ar negatīvu ietekmi uz cilvēka veselību. Promocijas darbā tika pētīta halogenēto antipirēnu aizstāšana ar “intumescentiem” antipirēniem no atjaunojamām izejvielām iegūtā cietā poliuretāna putuplastā.

Promocijas darbā iegūtie rezultāti ir sadalīti trīs darba daļās: Pirmajā daļā tika izstrādāts cietais poliuretāna putuplasts ar paaugstinātām mehāniskajām īpašībām, kā arī tika iegūti cietā poliuretāna putuplasta un nano-mālu kompozīts. Potenciālais izstrādātā materiāla pielietojums ir triecien absorbcijas materiāls autobūves industrijā. Tika izstrādātas reāla izmēra automašīnas detaļas, kas tika testētas atbilstoši autobūves trieciena testiem. Otrajā darba daļā tika izstrādāts cietā poliuretāna putuplasta siltumizolācijas materiāls, izmantojot no atjaunojamām izejvielām, iegūts poliolus. Iegūtajā siltumizolācijas materiālā halogenētie antipirēni tika aizstāti ar mazāk kaitīgajiem “intumescentiem” antipirēniem. Trešajā darba daļā tika sintezēti un raksturoti augstas funkcionalitātes polioli. Kā atjaunojamās poliolu sintēzes izejvielas, tika izmantotas rapšu un tallu eļļas. Poliolu sintēze tika veikta divās fāzēs, kur sākumā taukskābju nepiesātinātās dubultsaites tika epoksidētas dažādos apstākļos. Pēc epoksīda grupu ievadīšanas, tās tika atvērtas ar dažādiem polifunkcionāliem spirtiem, kā arī vienlaikus tika veiktas transesterifikācijas/esterifikācijas reakcijas.