Huile de soja époxydée
N° CAS : 8013-07-8
Mol. formule : C3H5O3
L'huile de soja époxydée (ESO) est le produit d'oxydation de l'huile de soja avec du peroxyde d'hydrogène et de l'acide acétique ou formique obtenu en convertissant les doubles liaisons en groupes époxy, qui est non toxique et de réactivité chimique plus élevée.
L'huile de soja époxydée est principalement utilisée comme plastifiant vert pour le polychlorure de vinyle, tandis que les groupes époxy réactifs impliquent son grand potentiel dans les domaines de la synthèse des monomères et de la préparation des polymères.
Les polymères fonctionnels sont obtenus par différents types de réactions de l'ESO avec des comonomères et/ou des initiateurs présentés dans ce chapitre.
L'accent est mis sur les polymères réticulés époxy à base d'huile de soja époxydée qui ont récemment suscité un vif intérêt et ont permis de nouveaux développements, en particulier d'un point de vue académique et d'un point de vue industriel.
On pense que de nouveaux réactifs d'ouverture de cycle peuvent faciliter la synthèse de bons matériaux structurels à base d'huile de soja époxydée.
L'huile de soja époxydée est un ensemble de composés organiques obtenus à partir de l'époxydation de l'huile de soja.
L'huile de soja époxydée est utilisée comme plastifiant et stabilisant dans les plastiques en polychlorure de vinyle (PVC). L'ESBO est un liquide visqueux jaunâtre.
L'huile de soja époxydée est un liquide non toxique, transparent à jaune qui est utilisé comme plastifiant et stabilisant dans les matières plastiques, en particulier le PVC et ses copolymères.
L'huile de soja époxydée est également utilisée comme agent de dispersion des pigments et agent de piégeage des acides/mercaptans ainsi que comme diluant réactif époxy.
L'huile de soja époxydée est l'huile végétale la plus facilement disponible et l'une des moins chères au monde. L'huile de soja époxydée est le résultat de l'oxydation de l'huile de soja avec du peroxyde d'hydrogène et de l'acide acétique ou formique.
En raison de son faible coût et de sa biodégradabilité par rapport aux plastifiants phtalates traditionnels, l'huile de soja époxydée remplace le phtalate de dioctyle (DOP) dans certaines applications.
L'huile de soja époxydée d'ATAMAN KIMYA est un choix rentable pour une variété d'applications qui comprend également des fluides fonctionnels, des arômes et des parfums, des mastics, des revêtements et des encres spéciales.
L'huile de soja époxydée peut être convertie par différents types de réactions avec des comonomères et/ou des initiateurs.
Le réseau permanent qui provient de la réticulation directe de l'huile de soja époxydée et des durcisseurs confère à l'huile de soja époxydée une grande stabilité, des propriétés mécaniques supérieures et une résistance chimique satisfaisante, ce qui rend les produits compétitifs parmi une variété de matériaux.
De plus, la modification chimique de l'huile de soja époxydée a attiré de plus en plus d'attention ces dernières années.
L'introduction de groupes hydroxyle pour fabriquer des polyols pour la synthèse de polyuréthanes est l'une des méthodes de modification chimique les plus importantes.
L'huile de soja époxydée acrylée (AESO) obtenue par estérification par ouverture de cycle entre l'acide acrylique et l'ESO est de haute réactivité pour la polymérisation thermique et initiée par UV
Ce chapitre passe en revue les applications de l'ESO et de ses dérivés pour la préparation d'une série de matériaux polymères biosourcés.
L'huile de soja époxydée est un liquide non toxique, clair à jaune, utilisé comme plastifiant et stabilisant dans les matières plastiques, en particulier le PVC et ses copolymères.
MOTS CLÉS:
Huile de soja époxydée, ESBO, ESO, Huile de soja époxydée, 232-391-0, 8013-07-8, Epoxol D65, Epoxol D65S, Ergoplast ES, ESOPOL, ESOPOL LA
L'huile de soja époxydée est également utilisée comme agent de dispersion des pigments et agent de piégeage des acides/mercaptans ainsi que comme diluant réactif époxy.
L'huile de soja époxydée et d'autres substances époxydes sont utilisées comme matières premières pour diverses applications qui incluent les fluides fonctionnels, les additifs pour carburants, les remplacements de polyols, les molécules agricoles et pharmaceutiques, les arômes et les parfums, les diluants réactifs et les applications de durcissement UV, les tensioactifs, les adhésifs, les mastics, les revêtements, et des encres spéciales.
L'huile de soja époxydée est utilisée comme coplastifiant, comme piégeur d'acide dans le processus de PVC souple pour l'acide chlorhydrique libéré du PVC lorsque le PVC subit un traitement thermique et agit comme un piégeur de mercaptan/acide dans de nombreuses autres applications, ainsi qu'une chaleur secondaire et stabilisateur de lumière.
En raison des propriétés non toxiques et respectueuses de l'environnement à faible coût, ainsi que de la biodégradabilité par rapport aux plastifiants traditionnels remplaçant partiellement le DOP (DI OCTYL PHTHALATE) dans les applications PVC
Processus de fabrication de l'huile de soja époxydée
Linoléine époxydée, un composant majeur de l'ESBO.
L'huile de soja époxydée est fabriquée à partir d'huile de soja par le processus d'époxydation.
Les huiles végétales polyinsaturées sont largement utilisées comme précurseurs de produits pétroliers époxydés car elles ont un grand nombre de doubles liaisons carbone-carbone disponibles pour l'époxydation.
Le groupe époxyde est plus réactif que la double liaison, fournissant ainsi un site de réaction plus énergétiquement favorable et faisant de l'huile un bon capteur d'acide chlorhydrique et plastifiant.
Habituellement, un peroxyde ou un peracide est utilisé pour ajouter un atome d'oxygène et convertir la liaison -C=C- en un groupe époxyde.
L'ESO est un ester gras de glycérol époxydé utilisé comme plastifiant et stabilisant dans les matières plastiques.
La substance est particulièrement utile dans le PVC et ses copolymères pour garder les plastiques et le caoutchouc souples et flexibles.
La fonctionnalité époxy offre une excellente stabilité à la chaleur et à la lumière.
Le terme « époxyde » désigne un éther cyclique à trois chaînons dans lequel un atome d'oxygène est lié à chacun des deux atomes de carbone qui sont déjà liés l'un à l'autre.
L'atome d'oxygène non entravé porte deux paires d'électrons non partagées, une structure qui favorise la formation de complexes de coordination et la solvatation des cations.
En raison de la contrainte triangulaire équilatérale dans ce petit anneau, les époxydes sont plus réactifs que les éthers cycliques plus gros.
Les époxydes subissent des réactions telles que le clivage de la liaison C-0, l'addition nucléophile, l'hydrolyse et la réduction dans des conditions douces et plus rapidement que les autres éthers.
Les époxydes sont formés par certaines réactions d'oxydation d'alcènes avec des peracides.
L'huile de soja époxydée (ESO) est produite à partir de l'une des huiles végétales les plus facilement disponibles et les moins chères au monde.
L'ESO est produit par l'oxydation d'huile de soja insaturée à haute teneur en iode avec du peroxyde d'hydrogène et des acides organiques tels que l'acide acétique ou l'acide formique.
L'huile de soja époxydée est principalement utilisée comme coplastifiant pour le polychlorure de vinyle (PVC) flexible et ses copolymères afin de garder ces plastiques souples et malléables.
Le produit chimique est également utilisé comme agent de dispersion de pigment et comme diluant réactif époxy.
L'huile de soja époxydée agit comme un stabilisant secondaire contre la chaleur et la lumière, et elle est particulièrement utile en tant que synergiste économique et efficace pour les composés stabilisants métalliques dans les systèmes vinyliques.
De plus, ESO agit comme un capteur d'acide pour les encres à base de soja, les produits chimiques agricoles et les insecticides.
L'huile de soja époxydée peut également être utilisée comme intermédiaire chimique, additif pour les revêtements spéciaux, les adhésifs et les uréthanes, ainsi que dans les lubrifiants et les huiles de coupe.
En raison de son faible coût et de sa biodégradabilité par rapport aux plastifiants phtalates traditionnels, ESO remplace le phtalate de dioctyle (DOP) dans certaines applications.
Parce que l'ESO est non toxique, biosourcé, biodégradable et sans phtalate, c'est un choix de choix pour des formulations durables et respectueuses de l'environnement.
Utilisations de l'huile de soja époxydée :
Les produits alimentaires stockés dans des bocaux en verre sont généralement scellés avec des joints en PVC.
L'huile de soja époxydée est l'un des additifs du joint en PVC.
Il sert de plastifiant et de piégeur pour l'acide chlorhydrique libéré lorsque le PVC se dégrade thermiquement, par ex. lorsque le joint est appliqué sur le couvercle et que le produit alimentaire subit une stérilisation.
ESBO est également utilisé dans les films étirables en PVC pour emballer les aliments et les jouets.
Applications
Fils et câbles
Tissu en cuir
Sol en vinyl
Équipement médical
Emballage alimentaire non toxique
Chaussure
Films PVC souples
Adhésifs
Parfumerie
Pièces automobiles
Ceintures en caoutchouc
Tuyaux et tubes flexibles
Des peintures
Lubrifiants
Fluides de travail des métaux
Meubles
Intermédiaires chimiques, etc.
Applications
• Formules PVC souples
• En tant que lubrifiant interne co-stabilisant dans les formulations de PVC rigide
• Encres à base de soja
• Pesticides
• Insecticides
• En tant qu'agent de dispersion des pigments
• En tant qu'intermédiaire chimique
• Lubrifiants
• Huiles de coupe
• En tant que diluant réactif époxy
• Fluides fonctionnels
• Additifs pour carburant
• En remplacement du polyol
• Molécules agricoles et pharmaceutiques
• En tant que vecteur vert d'arômes et de parfums
• Dans les applications de séchage UV
• En tensioactifs
• Adhésifs
• Scellants
• Enrobage
Certaines zones où l'huile de soja époxy peut être utilisée sont les suivantes :
Dans la production d'additifs pour béton et de mortier
Dans les applications de polyuréthane et les adhésifs de surface
Dans les applications de meubles et de surfaces applications de vernis
Dans la fabrication de jouets
Dans la fabrication de cuir artificiel
En câble PVC et goulottes
Dans les granulés de PVC dans les applications dures et molles
Dans la fabrication de tuyaux, tuyaux et joints en PVC
Dans les matériaux isolants en PVC (membrane, bardeau, ruban de rétention d'eau)
Nappe en PVC
Dans l'industrie de l'emballage
En lambris et ressorts de rideaux
L'huile de soja époxydée est compatible avec une variété de matériaux de revêtement de surface comme le PVC, le PVA, la nitrocellulose, le caoutchouc chloré, etc.
Étant un accepteur d'acide, l'huile de soja époxydée confère une stabilité aux formulations de revêtement en plus d'une meilleure résistance à l'extraction par des solutions de savon, de détergent et de sel.
L'huile de soja époxydée confère également partiellement une résistance à la migration par rapport aux plastifiants conventionnels dans les formulations de revêtement de surface.
De plus, l'huile de soja époxydée améliore l'adhérence, la ténacité, la brillance et la résistance chimique du film
Dosage recommandé
PVC plastifié
En général, l'huile de soja époxydée est utilisée à une concentration de 2 à 5 % et jusqu'à 10 % de la teneur en plastifiant s'est avérée donner de bons résultats.
PVC rigide
La concentration recommandée est de 1 à 3 %
L'huile de soja époxydée, ESBO ou ESO, est un plastifiant qui peut être utilisé dans les produits en PVC (films de polychlorure de vinyle, joints, mélanges maîtres, composés, etc...), tels que toutes sortes de matériaux d'emballage alimentaire, produits médicaux, différents types de films, matériaux en feuilles, tubes, joints, bandes d'étanchéité pour réfrigérateurs, cuir artificiel, papier peint en plastique, fils et câbles électriques, autres produits en plastique et pour les applications en contact avec les aliments. L'huile de soja époxydée (ESO/ESBO) peut également être utilisée comme encre d'impression spéciale et stabilisant composite liquide.
L'huile de soja époxydée (ESBO) est un plastifiant et un stabilisant pour maintenir la douceur et la flexibilité à différentes plages de température.
L'huile de soja époxydée (ESBO) est un substitut biodégradable et renouvelable et une alternative rentable pour les plastifiants phtalates dans les composés de PVC, les applications et autres matières plastiques. Nous pouvons proposer plusieurs qualités d'huile de soja époxydée (ESBO), une qualité régulière ou médicale, la principale différence est la valeur POV du produit.
Avantages et caractéristiques de l'huile de soja époxydée :
Biodégradable, renouvelable et écologique
Sans phtalate et non toxique
Bonne compatibilité et flexibilité
Excellente stabilisation à la chaleur et à la lumière
Résistez à la migration, la volatilité est faible et pas facile à extraire
Pour quelle application l'huile de soja époxydée peut-elle être utilisée ?
Plastifiants (PVC, PVA, Caoutchouc Chloré)
Agents de dispersion des pigments
Nourriture et boissons de saveur
Fluides fonctionnels
Applications de séchage UV
Les applications de l'huile de soja époxydée comprennent le piégeage des acides dans les encres à base de soja, les produits chimiques agricoles et les insecticides ; compatibilisant de monomère, dispersion de pigment, intermédiaire chimique et huiles de graissage et de coupe.
L'époxyde d'huile de soja est fréquemment utilisé comme additif lors de la préparation du poly(chlorure de vinyle), déplaçant les phtalates nocifs. L'époxyde d'huile de soja a également été modifié pour des formulations de lubrifiants avec une stabilité à l'oxydation améliorée et un point d'écoulement bas.
L'huile époxy a la capacité de fournir une stabilité contre la chaleur et la lumière du soleil en même temps.
Il n'est pas volatil et présente une bonne résistance à la dissolution dans l'eau et d'autres hydrocarbures. Il peut être mélangé à d'autres plastifiants principaux et polymériques pour effectuer les opérations souhaitées, notamment à moindre coût. L'huile époxy est résistante aux acides. De cette façon, la formation d'acide pendant le processus crée un mur.
L'une des propriétés de l'huile de soja époxy est l'augmentation du curseur.
Grâce à l'huile de soja époxy, qui a un effet de curseur interne dans les systèmes de calandre et d'extrusion, la fluidité du liquide peut être augmentée.
L'huile de soja époxy est utilisée en combinaison avec des stabilisants utilisés pour le PVC.
La raison en est d'augmenter les fonctionnalités.
Une autre caractéristique connue de l'huile de soja époxy est qu'il s'agit d'un distributeur de pigments et d'un bon curseur interne.
Les avantages de l'huile de soja époxy sont que, si elle est utilisée avec des stabilisateurs de savon métallique, elle augmente la résistance à la chaleur.
Le calcium a un effet positif sur les performances des stabilisants à base de zinc et de certains curseurs internes.
Il augmente la résistance à la chaleur et à la lumière des produits utilisés.
En assurant l'absorption d'HCl, il protège le produit des agressions extérieures.
Il peut être utilisé en toute sécurité dans toutes sortes d'applications d'emballage alimentaire car il passe les tests de conformité alimentaire.
La haute compatibilité avec la résine PVC augmente la résistance à la migration. Il donne de la luminosité au produit.
La qualité de l'huile de soja époxydée (ESO), utilisée industriellement comme plastifiant et stabilisant thermique pour les films PVC, est donnée par le degré d'époxydation (EI), le nombre de doubles liaisons exprimé en indice d'iode (II), et l'eau pourcentage dans le produit final
L'huile de soja époxydée est utilisée dans les industries chimiques, des peintures-laques-vernis et des polymères ;
L'huile de soja époxydée est utilisée comme additif pour matériaux de construction, régulateur de processus, adoucissant, ajusteur de viscosité, solvant, stabilisant et plastifiant ; [IUCLID]
L'huile de soja époxydée est utilisée comme aide à la formulation, lubrifiant et stabilisant ou épaississant pour les aliments ; [FDA]
L'huile de soja époxydée a été autorisée pour une utilisation comme ingrédient inerte dans les produits pesticides non alimentaires ; [EPA]
UTILISATION DE L'huile de soja époxydée COMME INHIBITEUR DE CORROSION :
L'huile de soja époxydée est un dérivé gras visqueux qui offre une inhibition et une protection contre la possibilité de corrosion et/ou de coloration des alliages ferreux par les huiles de coupe ou de formage hautement chlorées.
Fonctions : piégeur d'acide, huile de soja époxydée
Applications du produit : huiles de coupe hautement chlorées, huiles de formage hautement chlorées
Classes de produits : inhibiteur de corrosion, lubrifiants, travail des métaux et graisse
Sécurité
Aliments
Une enquête suisse de juin 2005 a montré que (parmi de nombreux autres plastifiants dépassant les limites légales) la migration de l'ESBO dans les aliments atteignait jusqu'à 1 170 mg/kg.
Le Système d'alerte rapide dans les denrées alimentaires et les aliments pour animaux (RASFF) avait également signalé des cas de rejet de produits alimentaires dans l'UE pour dépassement de la LMS en vertu de la législation de l'UE (EC/2002/72).
Les autorités de contrôle ont pris des mesures pour contraindre les producteurs à respecter les limites légales.
Huile de soja époxydée
Acide gras, huile de soja, époxydée
Flexol EPO
Huiles de soja époxydées
Paraplexe G-60
Paraplexe G-62
PX-800
huile de soja, époxydée
Noms CAS : huile de soja, époxydée
Noms IUPAC : 2,3-bis[8-[3-[(3-pentyloxiran-2-yl)méthyl]oxiran-2-yl]octanoyloxy]propyl 8-[3-[(3-pentyloxiran-2-yl) méthyl]oxiran-2-yl]octanoate
[(2R)-2,3-bis[[(9Z,11Z)-13-hydroperoxyoctadéca-9,11-diénoyl]oxy]propyl] (10Z,12Z)-9-hydroperoxynonadéca-10,12-diénoate
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
ESBO
Plastifiant E
huile de soja, époxydée
HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE
Huile de soja, époxydée
L'huile de soja
Huile de soja, époxydée
Huile de soja époxydée - ESBO
Huile de soja époxydée; (MERGINAT ESBO)
Appellations commerciales
Drapex 39
Drapex 391
Drapex 6.8
Epovinstab H800
Epovinstab H800 D
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Epoxol D60
Epoxol D65
Epoxol D65S
Ergoplast ES
ESOPOL
ESOPOL LA
K-PLAST 65
KALFLEX 13
KALFLEX 14
KALFLEX 14A
KALFLEX 14NP
KALFLEX 14OA
KALFLEX 14OP
Lankroflex E2307
MAKPLAST SN
MAKPLAST SNS
FUSIONNER ESBO
Plastifiant E
SDB CIZER E-03
Synonymes
Huiles de soja époxydées; Huile de soja époxydée; PX-800 ; Paraplexe G-60 ; Paraplexe G-62 ; Acide gras, huile de soja, époxydée; Flexol EPO; [ChemIDplus] Adekacizer O 130L ; Adekacizer O 130P; Adekacizer O 130PA; Adekacizer O 130S; Adekacizer O 180P; ADK Cizer O 130L; ADK Cizer O 130P; ADK Cizer O 130PA; ADK Cizer O 130S; ADK Cizer O 180P; Admex 711 ; ATO Vikoflex 7170 ; D 130P ; Daimac S 300K; Drapex 6,8 ; E2000 ; Ecepox PB 1; Edenol D 81; Edenol D 82; Epocizer P 206; Epocizer W 1000 ; Epocizer W 100EL; Epocizer W 100S; Huile de soja époxydée; Huile de soja époxydée; Huile de soja époxydée; Huile de soja époxydée; Epoxol 7-4 ; Ergoplast ES; ESBO ; Estabex 138–A; Estabex 2307 ; Estabex 2307 DEOD ; Flexol Plastifiant EPO; G 62 ; Houe S 3680 ; Intercide ABF 1 ESBO ; Intercide ABF 2 ESBO ; Interstab Plastoflex 2307 ; Kapox S 6; Kronox S ; Lankroflex GE ; Micro–Chek 11 ; NK 800 ; O 130P; OLIO DI SOIA EPOSSIDATO; Omacide P-10ESO-5 ; Paraplexe G 61 ; Pennac MC; Peroxidol 780; Plas-Chek 775 ; Plastepon 652 ; Plasthall ESO; Plastifiant E 2000 ; Plastoflex 2307 ; Plastol 10; Plastoléine 9232; Réoplaste 39; Sansocizer E 2000 ; Sansocizer E 2000H; Scraplube ; SOJABOHNENOEL, EPOXIDIERT; Sojabohnenoel, époxyde; Sojaoelepoxid; Sojabohnénol, époxyde; Sojaol, époxyde; Sojaol, époxydiert; Sojaolepoxid; Huile de soja époxydée; Vikoflex 7170 ; Vinyzène BP-505 ; [IUCLID]
Législation
En Europe, les plastiques en contact alimentaire sont réglementés par le Règlement (UE) 10/2011.
Il établit une limite de migration spécifique (LMS) pour l'ESBO de 60 mg/kg.
Toutefois, dans le cas des joints en PVC utilisés pour sceller les bocaux en verre contenant des préparations pour nourrissons et des préparations de suite telles que définies par la directive 2006/141/CE ou des préparations à base de céréales et des aliments pour bébés destinés aux nourrissons et aux enfants en bas âge tels que définis par la directive 2006/ 125/CE, la LMS est abaissée à 30 mg/kg.
C'est parce que les bébés ont une consommation alimentaire plus élevée par poids corporel.
Toxicité
La dose journalière tolérable (DJT) d'ESBO définie par le Comité scientifique de l'alimentation humaine (SCF) de l'UE est de 1 mg/kg de poids corporel.
Cette valeur est basée sur une évaluation toxicologique réalisée par la British Industrial Biological Research Association (BIBRA) à la fin de 1997.
Il a été démontré que l'administration orale répétée affecte le foie, les reins, les testicules et l'utérus des rats.
Selon les règles européennes conventionnelles pour les matériaux d'emballage alimentaire, la TDI est devenue une base pour la LMS de 60 mg/kg.
Durcisseurs aminés
Les amines fonctionnelles sont largement utilisées comme agents de durcissement pour générer de la résine époxy.
Pour l'huile de soja époxydée, une série d'amines utilisées comme agents de durcissement sont répertoriées dans le tableau 1
La plupart des chercheurs se sont concentrés sur l'étude du processus de réticulation des polymères partiellement biosourcés en raison des propriétés insatisfaisantes des polymères entièrement biosourcés.
Trois méthodes principales peuvent être appliquées pour améliorer les propriétés des thermodurcissables à base d'ESO, qui utilisent des agents de durcissement commerciaux, l'ajout de résines époxy commerciales à l'ESO et l'ajout d'autres matériaux pour fabriquer des composites
TABLEAU 1
N° Résine époxy Durcisseur
1 ESO Triéthylène glycol diamine (TGD)
2 ESO Triéthylènetétramine (TETA)
3 ESO Diéthylènetriamine (DETA)
4 ESO Jeffamine D-230
5 ESO Jeffamine T-403
6 ESO Jeffamine EDR-148
7 ESO + éther diglycidylique de bisphénol A (DGEBA) TETA
8 ESO + DGEBA DETA
9 ESO + DGEBA Jeffamine D-230
10 ESO + DGEBA Jeffamine T-403
11 ESO + DGEBA Jeffamine EDR-148
12 ESO + DGEBA Polyéthylèneimine linéaire
13 ESO, ESO + DGEBA Dicyandiamide (DICY)
14 ESO Décaméthylène diamine, anhydride succinique
15 ESO + DGEBA Isophorone diamine (IPDA)
Les processus de durcissement de l'huile de soja époxydée ou du mélange d'huile de soja époxydée et de résine époxy commerciale ont été étudiés, et certains de ces systèmes ont été transformés en composites en ajoutant des fibres, de l'argile et d'autres renforts.
Les propriétés viscoélastiques, les propriétés mécaniques et de nombreuses autres analyses ont été étudiées pour évaluer leur applicabilité à l'industrie.
Les polymères partiellement biosourcés présentent un grand potentiel pour remplacer les polymères entièrement à base de pétrole dans de nombreux domaines selon les résultats des tests.
La transition vitreuse (Tg) et les propriétés viscoélastiques de l'ESO durci à l'amine peuvent être améliorées en augmentant la quantité de triéthylènetétramine (TETA) ou de triéthylène glycol diamine (TGD).
Le TETA confère au polymère des propriétés viscoélastiques similaires à celles d'un caoutchouc commercial et une Tg supérieure à celle du TGD.
À cet égard, les biopolymères fabriqués à partir d'huile de soja époxydée et d'amines ont un grand potentiel pour remplacer certains caoutchoucs synthétiques ou plastiques.
En outre, les propriétés de compression quasi-statiques et dynamiques des produits durcis à base d'huile de soja époxydée et d'amines et des composites correspondants renforcés par de l'argile ont également été étudiées pour développer des modèles de matériaux contrainte-déformation unidimensionnels compressifs.
La méthode de fabrication de forme libre solide a été appliquée à la préparation de composites à base d'ESO et s'est avérée être une méthode appropriée pour ce type de système de durcissement.
Les composites d'huile de soja époxydée/TETA/argile présentent une biodégradabilité contrôlable, un faible coût, de bonnes propriétés thermiques et mécaniques, et ces propriétés indiquent que les composites peuvent fonctionner comme une alternative aux polymères à base de pétrole dans le domaine des matériaux d'isolation et des matériaux de revêtement.
Pour les composites renforcés d'argile à base de résine époxy commerciale, l'ajout d'huile de soja époxydée peut améliorer les résistances aux chocs.
Plus intéressant encore, le produit de l'huile de soja époxydée et du TETA peut être transformé en une résine échangeuse d'ions par hydrolyse.
Habituellement, les groupes époxy à l'intérieur de la longue chaîne aliphatique présentent une réactivité beaucoup plus faible que ces groupes époxy terminaux.
De ce fait, les processus de durcissement rapportés de l'ESO nécessitent généralement une température plus élevée et plus de temps que la résine époxy commerciale à base de pétrole, telle que la résine époxy bisphénol A.
Cependant, la combinaison du durcisseur dicyandiamide (DICY) et de l'accélérateur carbonyldiimidazole (CDI) peut provoquer la gélification de l'ESO en 13 min à 190°C.
De plus, la gélification du mélange d'ESO et de DGEBA est réalisée à l'aide de DICY et de CDI en 3 min à 160°C.
Les polymères entièrement ou hautement biosourcés sont également attrayants pour les chercheurs en raison de la grande attention des gens aux préoccupations environnementales.
Une série d'élastomères entièrement biosourcés ont été synthétisés grâce à la réaction d'ouverture de cycle entre l'ESO et un durcisseur amine biosourcé, la décaméthylène diamine, et ils peuvent être réticulés par une réaction supplémentaire avec un autre durcisseur anhydride biosourcé, l'anhydride succinique .
Ces élastomères entièrement biosourcés ont un grand potentiel pour remplacer certains caoutchoucs à base de pétrole dans l'ingénierie en raison de leur bonne propriété d'amortissement, de leur faible absorption d'eau et de leur faible dégradabilité dans la solution tampon phosphate.
2.2 Durcisseurs anhydrides et acides
Les anhydrides, moins toxiques que les amines, sont un autre type de durcisseurs principalement utilisés (tableau 2).
TABLEAU 2
N° Résine époxy Durcisseur
1 ESO Acide maléopimarique (MPA)
2 ESO Anhydride méthyltétrahydrophtalique (MTHPA)
3 ESO + DGEBA MTHPA
4 ESO ESO + DGEBA Anhydride méthylhexahydrophtalique (MHHPA)
6 ESO Anhydride maléique (MAL)
7 ESO Anhydride phtalique
8 ESO Nadic anhydride méthylique
9 Polybutadiène maléinisé ESO (MMPBD)
10 Anhydride d'acide à base de terpène ESO (TPAn), huile de lin maléinée, anhydride hexahydrophtalique
11 ESO anhydride hexahydrophtalique (CH), MAL, anhydride succinique (SUC), anhydride dodécénylsuccinique (DDS)
12 ESO ESO + DGEBA Acide sébacique
13 ESO Acide adipique, acide 1,12-dodécanedicarboxylique, acide sébacique
14 ESO Acide citrique, MWCNT fonctionnalisés par acide carboxylique
15 ESO ESO + huile de lin époxydée (ELO) Polyester à terminaison carboxyle
16 ESO poly(succinate de butylène) oligomère à terminaison dicarboxylique
17 oligomères polymide1010 à terminaison dicarboxyle ESO
18 ESO + ELO Huile de ricin phosphorylée
Tableau 2.
Anhydride et acide pour le durcissement de l'huile de soja époxydée et des composites d'huile de soja époxydée.
Le processus de durcissement entre l'huile de soja époxydée et les acides ou anhydrides dicarboxyliques.
L'étude des agents de durcissement à base d'anhydride vert est l'une des priorités de la recherche.
L'acide maléopimarique (MPA), qui provient de l'acide colophane, a été utilisé pour le durcissement ESO afin d'obtenir de nouveaux polymères thermodurcissables à haute teneur en matières biologiques.
Le dégagement de chaleur total n'est que de 31,7 kJ/mol de groupe époxy.
Par rapport à ses analogues à base de pétrole, le MPA confère au polymère un allongement à la rupture plus important, un module de stockage plus élevé et une meilleure stabilité thermique.
L'acide sébacique est un autre agent de durcissement biosourcé pour l'ESO en laboratoire.
Un composite entièrement biosourcé avec des propriétés thermiques et mécaniques hautement améliorées peut être produit grâce à l'interaction entre l'ESO et le PLA sébacé.
De plus, l'ESO durci à l'acide sébacique peut être appliqué dans le domaine des matériaux superhydrophobes pour fabriquer un matériau superhydrophobe durable et biodégradable.
D'autres produits chimiques biosourcés, tels que le terpène, les huiles végétales et l'acide citrique, sont tous la matière première facultative pour les agents de durcissement verts.
Un anhydride d'acide à base de terpène s'est avéré doter l'ESO d'une Tg plus élevée, d'une résistance à la traction plus élevée et d'un module plus élevé que l'huile de lin maléinée et l'anhydride hexahydrophtalique.
Mais l'huile de lin maléinée rend le thermodurcissable plus facile à biodégrader.
Des élastomères biodégradables et biocompatibles, qui peuvent être compétitifs dans le domaine des matériaux implantables, peuvent être obtenus par durcissement d'huile de soja époxydée et d'huile de lin époxydée (ELO) avec de l'huile de ricin phosphorylée.
Les MWCNT fonctionnalisés à l'acide carboxylique sont toujours utilisés comme charge pour le système ESO/acide citrique entièrement biosourcé.
Les composites produits avec de bonnes propriétés mécaniques et un contenu biosourcé élevé peuvent être appliqués dans le domaine de l'industrie.
Des tests physiques de polymères entièrement durables obtenus à partir du durcissement de l'ESO avec différents acides dicarboxyliques montrent les diminutions de la Tg et de l'allongement à la rupture, et les augmentations de la résistance à la traction et du module de Young avec l'augmentation de la longueur de chaîne des agents de durcissement.
À cet égard, outre les produits chimiques micromoléculaires biosourcés, les polymères biosourcés à terminaison dicarboxyle sont également capables de fonctionner comme agents de durcissement verts pour ESO afin de fabriquer des polymères entièrement biosourcés.
Les agents de durcissement polymères à longue chaîne peuvent éviter les structures de réticulation courtes, cassantes et amorphes qui peuvent être la raison des mauvaises performances des thermodurcissables à base d'ESO [23].
Comme dans le cas des systèmes durcis aux amines, l'ESO durci à l'anhydride avec une teneur élevée en matières biologiques ne peut généralement pas présenter d'excellentes propriétés comme le font les polymères à base de pétrole.
Afin de pallier cette lacune, l'ESO travaille généralement avec certains produits chimiques à base de pétrole.
Pour ce type de systèmes réactionnels compliqués, de nombreux facteurs méritent d'être étudiés. Nous allons discuter de ce genre de systèmes réactionnels en termes de propriétés des époxydes, de l'ajout de durcisseurs commerciaux, de l'influence des catalyseurs et de l'incorporation de charges.
Les anneaux époxy internes dans l'huile de soja époxydée présentent une réactivité inférieure à celle des anneaux terminaux et le poids équivalent époxy de l'ESO est généralement supérieur à celui des résines époxy commerciales.
L'ajout d'huile de soja époxydée dans le mélange de DGEBA et d'ESO entraîne une augmentation de la température exothermique de pointe, de l'énergie d'activation et de la diminution de l'enthalpie de réaction.
La résistance à la traction, le module, la ténacité à la rupture, la résistance aux chocs, le module de stockage (E′) à l'état vitreux et la Tg des produits durcis diminuent en raison de l'ajout d'ESO.
En outre, les propriétés thermiques et mécaniques des produits durcis ont une corrélation positive avec la teneur en époxyde de l'ESO.
Outre l'altération des époxydes, les propriétés des produits durcis peuvent être améliorées à l'aide d'agents de durcissement du commerce.
Les mousses biosourcées à base d'ESO durci à l'anhydride méthyltétrahydrophtalique (MTHPA) présentent des propriétés mécaniques similaires à celles des mousses époxy synthétiques et la teneur en ESO peut être supérieure à 55% en poids, ce qui indique que ce type de mousse verte peut être une alternative intéressante pour l'époxy commercial mousses.
Les polymères avec des groupes anhydride et des acides dicarboxyliques sont également capables de fonctionner comme agents de durcissement pour l'huile de soja époxydée.
Les polyesters à terminaison acide carboxylique peuvent fonctionner avec l'ESO pour produire des adhésifs verts sensibles à la pression, respectueux de l'environnement, thermiquement stables et ignifuges.
Dans ce type de systèmes de durcissement, le poids moléculaire des agents de durcissement polymères a évidemment une grande influence sur le processus de durcissement et les propriétés physiques des produits biosourcés durcis.
L'un des avantages remarquables des polymères biosourcés est leur biodégradabilité potentielle. Une densité de réticulation plus faible signifie généralement une biodégradabilité plus élevée pour les thermodurcissables à base d'ESO.
La densité de réticulation du produit durci atteint un maximum au rapport stoechiométrique entre l'ESO et le durcisseur.
Non seulement les propriétés des principaux réactifs, mais la charge et le type de catalyseur ont une grande influence sur le processus de durcissement des polymères finaux.
La cinétique de durcissement du système ESO/anhydride méthyl hexahydrophtalique (MHHPA) montre une caractéristique autocatalytique significative et ESO avec 1,5 phr (parties par centaines de résine) de catalyseur 2-éthyl-4-méthylimidazole (EMI) est une composition recommandée pour ESO/MHHPA système à durcir efficacement à une température relativement basse et à court terme.
Les thermodurcissables à base d'ESO peuvent également être utilisés comme bonnes matrices pour les argiles organiques, l'argile organo-montmorillonite, les protéines, la cellulose régénérée et d'autres charges.
Ces travaux montrent que les propriétés thermiques et mécaniques des composites peuvent être améliorées de manière significative avec l'ajout de différentes charges.
2.3 Initiateurs pour la polymérisation en chaîne
Outre l'ajout d'agents de durcissement, l'ESO peut également être réticulé uniquement par des initiateurs
L'hexahydrate d'acide fluoroantimonique (HSbF6·6H2O) et l'éthérate diéthylique de trifluorure de bore (BF3·OEt2) sont couramment utilisés pour initier la polymérisation par ouverture de cycle de l'ESO.
En tant que structure macromoléculaire spéciale et propriétés mécaniques, les produits ont le potentiel d'être transformés en hydrogels et appliqués dans les domaines des soins personnels et de santé.
En outre, l'ESO réticulé initié par BF3·OEt2 peut être utilisé pour synthétiser des tensioactifs biosourcés, qui peuvent aider à produire des microbulles efficacement et peuvent remplacer les détergents et les tensioactifs à base de pétrole.
Figure 3.
Polymérisation en chaîne de l'huile de soja époxydée sous initiateurs.
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3. Présentation des groupes hydroxyle
Outre le durcissement, l'introduction de groupes hydroxyle est l'une des modifications chimiques les plus importantes de l'ESO.
Les groupes hydroxyle sont des groupes fonctionnels qui peuvent être compatibles avec les matrices par liaison hydrogène ou peuvent être capables de se lier de manière covalente avec des matrices à l'aide de certains produits chimiques actifs.
3.1 Polyols à base d'ESO
Des polyols biosourcés avec deux groupes hydroxyle ou plus peuvent être synthétisés à partir d'huile de soja époxydée par ouverture de cycle époxy en appliquant différentes approches
Les réactifs d'ouverture de cycle comprennent principalement des amines monofonctionnelles, des alcools (tels que le méthanol, l'éthylène glycol, le propylène glycol ou le butanol), des acides (tels que l'acide acrylique, l'acide acétique, l'acide phosphorique, les acides gras, l'acide carboxylique, les acides hexanoïques ou octanoïques acides), des thioéthers ou des cétones.
L'acide de Lewis est connu comme une sorte d'initiateur utile pour la réaction hydroxyle avec les époxydes.
Les polyéther polyols à base d'ESO peuvent être préparés par des acides de Lewis catalysant l'ouverture de cycle avec du propylène glycol.
Après cela, les polyéther polyols à base d'ESO avec un poids moléculaire plus élevé peuvent être durcis avec des agents de réticulation phénoliques, mélaminés et autres pour donner des propriétés de film raisonnables.
En outre, des polyols d'ester phosphate d'huile de soja époxydée ont été synthétisés en utilisant de l'huile de soja époxydée phosphorylée à l'acide super phosphorique, qui peut être incorporée dans des revêtements de cuisson avec d'excellentes performances.
Une série de polyols d'huile de soja méthoxylés (MSOL) ont été préparés avec différentes fonctionnalités hydroxyle par l'ouverture de cycle de l'ESO avec du méthanol.
Ces polyols ont été appliqués pour synthétiser les dispersions de polyuréthane à base d'huile végétale (PUD) respectueuses de l'environnement avec des propriétés très prometteuses.
L'acide thioglycolique (TGA) contenant du thiol et de l'acide carboxylique en tant que deux groupes fonctionnels différents, l'acide glycolique (GA) contenant des fonctionnalités hydroxyle et carboxyle et l'ester méthylique de l'acide thioglycolique (TGAME) ont également été utilisés comme agents d'ouverture de cycle de l'ESO pour synthétiser de nouveaux bio- à base de polyols.
En utilisant TGA et GA, les cycles époxy sont ouverts par le groupe acide carboxylique, tandis que les cycles époxy sont ouverts par le groupe thiol principalement lors de l'utilisation de TGAME.
De plus, les polyols obtenus par ouverture de cycle avec le TGA ont un poids moléculaire plus élevé que le GA et le TGAME.
C'est parce que certains des groupes thiol de TGA restent initialement intacts et sont ensuite impliqués dans l'ouverture du cycle d'autres groupes époxy, entraînant un couplage de chaîne.
Certaines réactions secondaires se produisent lors de l'ouverture du cycle des groupes époxydes ESO, et ces réactions secondaires dépendent souvent des paramètres de réaction.
Un degré substantiel d'oligomérisation dû à la réaction oxirane-oxirane et oxirane-hydroxyle se produira en présence d'acide phosphorique.
Il est possible de synthétiser des polyols à base d'ESO ayant une teneur en hydroxyle et une fonctionnalité ester de phosphate variables en contrôlant le type et la quantité de solvant polaire et la teneur en acide phosphorique.
L'inter-estérification ou la formation d'éther intermoléculaire sont également observées comme réactions secondaires, selon la proportion molaire du donneur d'hydrogène.
Différents catalyseurs pour l'ouverture de cycle des groupes époxyde dans l'ESO ont été évalués dans de nombreux travaux.
Les catalyseurs les plus courants sont l'acide sulfurique, l'acide p-toluènesulfonique, l'acide perchlorique, l'acide tétrafluoroborique (HBF4) et les argiles activées.
HBF4 s'est avéré produire des polyols avec une teneur en OH plus élevée et une viscosité plus faible que d'autres catalyseurs dans la réaction d'ouverture de cycle de l'ESO avec le méthanol.
Et, l'acide triflique est un catalyseur très efficace pour préparer des polyéther polyols ESO.
Lorsque la concentration en alcool par rapport à l'ESO est réduite, des polyéther polyols de poids moléculaire plus élevé peuvent être produits de manière contrôlée.
3.2 Polyuréthannes époxydés à base d'huile de soja
Actuellement, les polyols à base d'huiles végétales remplacent progressivement l'hydroxyle à base de pétrole pour la préparation des PU, qui sont considérés comme des polymères durables et respectueux de l'environnement issus de l'industrie de la biomasse.
Les polyols à base d'huile de soja époxydée peuvent être copolymérisés avec certains isocyanates commerciaux, tels que le toluène di-isocyanate (TDI), le méthylène-4,49-diphényldiisocyanate (MDI) ou d'autres, pour obtenir des PU biosourcés dotés de propriétés utiles, notamment améliorées. stabilité hydrolytique et thermique
Synthèse de PU à base d'huile de soja.
Les relations structure-propriété entre les polyols à base d'ESO et les PU ont été largement étudiées.
Plusieurs facteurs ont des influences importantes sur les propriétés des PU, telles que la structure chimique du segment, la composition chimique, la position du groupe hydroxyle, les valeurs hydroxyle des polyols et les densités de réticulation des réseaux de PU.
La structure et les propriétés des PU préparés à partir de polyols de soja halogénés et non halogénés avec des isocyanates commerciaux ont été étudiées, ce qui montre que les polyols bromés et leurs PU correspondants ont les densités et Tg les plus élevées tandis que leurs stabilités thermiques sont les plus faibles.
Les polyols chlorés ont une transition vitreuse et une résistance comparables aux polyols bromés, un peu plus élevés que les polyols contenant du méthoxy et hydrogénés.
En outre, les rapports molaires NCO/OH montrent également des effets sur les propriétés des réseaux de PU que les densités de réticulation, la Tg et les résistances à la traction se détériorent à mesure que les rapports NCO/OH diminuent et que des polymères vitreux peuvent être produits lorsque le rapport NCO/OH est compris entre 0,8 et 1,05.
Les études sur les résines polyuréthanes issues d'un mélange de glycérol et de polyol montrent que l'augmentation de la Tg provoquée par l'incorporation de glycérol dans les polyols de soja améliore évidemment la rigidité des PU.
Les élastomères de polyuréthane synthétisés à partir de polyols à base d'ESO obtenus par ouverture de cycle avec de l'acide ricinoléique (RA) et de l'acide sébacique avec de l'acide citrique comme agent de réticulation présentent une biocompatibilité et une biodégradabilité et sont très adaptés à l'ingénierie du tissu osseux.
De plus, l'huile de soja époxydée peut être convertie efficacement en huile de soja carbonatée (CSBO) contenant des carbonates cycliques à cinq chaînons en réagissant avec du dioxyde de carbone en présence de bromure de tétra-butylammonium à 110°C avec un rendement élevé.
Ensuite, le CSBO peut facilement réagir avec les diamines pour donner les réseaux de polyuréthane non isocyanate correspondants (NIPU), et les propriétés thermiques et mécaniques des NIPU peuvent être bien ajustées et contrôlées en modifiant le rapport CSBO/amine.
4. Huile de soja époxydée acrylée (AESO)
4.1 Synthèse de l'AESO
L'AESO est un dérivé de l'ESO fabriqué commercialement et a été largement utilisé dans les revêtements, les résines et les composites.
Le catalyseur acide favorise la formation d'un ion oxonium, qui peut être stabilisé par un groupe époxyde local.
Et la réaction d'ouverture de cycle s'est produite entre l'acide acrylique et l'ion oxonium.
Un inhibiteur est nécessaire dans cette réaction pour empêcher la polymérisation des groupes vinyle.
La réaction d'acrylation a une dépendance de premier ordre sur la concentration des groupes époxy, mais la constante de vitesse augmente avec la diminution des époxydes par acide gras en raison de l'encombrement stérique et de l'effet de stabilisation du groupe époxyde local sur les groupes oxonium.
4.2 Amorçage thermique de l'AESO
Grâce à la polymérisation réversible par transfert de chaîne par addition-fragmentation (RAFT), AESO peut être transformé en un polymère biosourcé hyper-ramifié sans macro-gélification.
La conversion du vinyle est généralement supérieure à 50 %, ce qui indique qu'il est possible de transformer des matières premières renouvelables multifonctionnelles en polymères thermoplastiques biosourcés à une conversion élevée sans gélification.
La plupart des recherches se sont concentrées sur la réaction de réticulation de l'AESO par polymérisation radicalaire.
Comme l'huile de soja époxydée, les homopolymères réticulés d'AESO ont également le défaut que les polymères présentent de mauvaises propriétés mécaniques.
L'une des méthodes couramment utilisées pour améliorer ses propriétés mécaniques consiste à ajouter des renforts pour fabriquer des composites polymères.
Il existe de nombreux groupes polaires dans la structure de l'AESO, y compris les groupes C〓O, ▬OH et époxy.
Ces groupes polaires offrent la possibilité de former des liaisons hydrogène entre l'AESO et les charges.
Le polyuréthane thermoplastique, la cellulose microcristalline (MCC) et la fibre de cellulose sont les renforts courants qui méritent d'être étudiés pour la poly(huile de soja époxydée acrylée) (PAESO).
L'interaction entre le PAESO et le polyuréthane peut être améliorée par la formation de liaisons hydrogène entre les groupes fonctionnels hydrophiles des deux composants qui donnent lieu à l'amélioration de la ténacité et à l'augmentation de l'allongement du PAESO.
En tant que charge verte, la cellulose microcristalline augmentera la densité, la dureté, la résistance à la flexion et le module du matériau sans diminuer le contenu biosourcé.
Le PAESO renforcé de cellulose peut également être transformé avec succès en mousses biosourcées aux propriétés mécaniques améliorées, ce qui montre le grand potentiel de remplacement des mousses à base de pétrole.
Une autre façon courante d'ajuster les propriétés des matériaux à base d'AESO est l'incorporation de comonomères.
Le styrène, la N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP), l'isocyanate de 3-isopropényldiméthylbenzyle (TMI), le méthacrylate d'isocyanatoéthyle (IEM), le diacrylate de 1,6-hexanediol, le divinylbenzène et le polyester insaturé sont largement utilisés comme comonomères pour l'AESO.
Les copolymères diblocs à base d'AESO et de styrène sont capables d'agir comme additif pour l'asphalte pour modifier les performances rhéologiques de sorte que la rigidité, l'élasticité et la résistance à l'orniérage correspondantes de l'asphalte puissent être considérablement améliorées.
Le copolymère à base d'AESO et de styrène peut également être renforcé par des fibres naturelles et du denim pour obtenir des composites biosourcés pour des applications structurelles, telles que la structure de toit et les casques de sécurité. En raison de la toxicité du styrène, les polymères sans styrène sont devenus plus attrayants récemment.
La NVP est une alternative au styrène dans la synthèse de copolymères à base d'AESO, et les composites de fibres de chanvre (HF) correspondants présentent des propriétés mécaniques statiques et dynamiques supérieures.
Comme l'AESO et les HF contiennent tous deux des groupes ▬OH dans leurs structures, l'ajout de diisocyanate d'isophorone, dont les groupes isocyanate peuvent réagir avec les groupes ▬OH, au système AESO/HFs/NVP peut améliorer les propriétés en agissant à la fois comme agent de réticulation et un agent de couplage.
En conséquence, le TMI et l'IEM apportant à la fois des doubles liaisons C=C et des groupes isocyanate dans les systèmes réactionnels peuvent également être de bons comonomères pour le système AESO/HFs.
Outre la polymérisation radicalaire des groupes vinyle, les réactions entre les groupes isocyanate et les groupes ▬OH de l'AESO et des HF se sont également produites en même temps dans ces systèmes composites polymères biosourcés.
Par conséquent, la densité de réticulation et la réaction interfaciale entre le renforcement et la matrice peuvent être améliorées de manière significative, conduisant à l'amélioration du module de stockage, de la Tg et de la résistance à l'eau.
En tant que produit chimique non volatil et non dangereux, l'AESO est un remplacement approprié pour le styrène dans la résine de polyester insaturé (UPE) pour obtenir des réseaux de polymères hybrides.
L'UPE avec des sites insaturés fonctionne comme comonomère pour l'AESO, et les produits finaux présentent généralement des propriétés comparables à celles des produits à base de styrène correspondants.
La combinaison d'une variété de comonomères peut offrir aux copolymères à base d'AESO plus de possibilités.
Les thermodurcissables basés sur la combinaison d'AESO, de styrène et de divinylbenzène peuvent être les remplaçants potentiels des matériaux électroniques commerciaux.
La combinaison d'AESO, de diacrylate de 1,6-hexanediol et de divinylbenzène est capable de former la matrice pour les mousses nanocomposites de cellulose bactérienne et les propriétés des composites peuvent être adaptées en ajustant les compositions.
Bien que les comonomères d'origine pétrolière puissent apporter d'excellentes propriétés, la diminution du contenu biosourcé n'est toujours pas attendue.
En conséquence, des comonomères fonctionnels biosourcés sont souhaités.
L'isosorbide peut être utilisé pour synthétiser un comonomère biosourcé pour l'AESO par réaction avec l'anhydride méthacrylate.
Le produit, l'isosorbide-méthacrylate (IM), qui a une structure rigide, confère aux réseaux biosourcés des propriétés thermiques et mécaniques idéales.
De même, la colophane est également une matière première biosourcée avec une structure moléculaire rigide.
Son dérivé, l'acrylamide N-déshydroabiétique (DHA-AM), peut améliorer le module de stockage, la Tg, la stabilité thermique, la résistance à la traction et l'hydrophobie des thermodurcissables AESO/DHA-AM.
L'acide laurique méthacrylé (MLAU) est un autre diluant réactif biosourcé pour l'AESO.
Le mélange présente une viscosité appropriée pour les techniques de moulage liquide pour obtenir des spécimens thermodurcissables à base d'AESO avec de faibles densités et une Tg proche de la température ambiante.
4.3 Durcissement UV de l'AESO
L'AESO a été largement appliqué dans les systèmes de durcissement UV pour leur volatilité plus faible et leur réactivité relativement plus élevée des liaisons C〓C qui sont capables de conduire une polymérisation radicalaire en présence d'un initiateur fonctionnel.
En général, la contrainte interne résiduelle dans le film de revêtement durcissant aux UV conduit souvent à une mauvaise adhérence avec le substrat.
AESO peut être utilisé pour synthétiser des films durcis avec une contrainte interne réduite et sa structure de triglycérides flexible peut améliorer l'adhérence.
Les matériaux durcissables aux UV à base d'AESO ont trouvé de nombreuses applications comme les revêtements, les adhésifs et les matériaux composites.
Comme les composites de fibres à base de pétrole gonflent souvent après l'absorption d'eau, entraînant une détérioration des propriétés mécaniques, le tapis de lin de drêches de distillerie séchées (DDGS) enduit d'AESO polymérisé par lumière UV avec l'amorçage d'irgacure 819 présente une propriété de résistance à l'eau améliorée.
En outre, les PUD à séchage UV à base d'AESO avec une fonctionnalité supérieure peuvent être utilisés dans l'impression textile.
Différents contenus d'adhésifs pour impressions pigmentaires PUD durcissables aux UV à base d'AESO ont été synthétisés avec succès avec du diisocyanate d'isophorone (IPDI), du poly(caprolactone glycol) et du méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, et tous les films durcissant aux UV ont une excellente stabilité thermique.
Avec l'augmentation de la teneur en AESO, la force de couleur des tissus imprimés peut être améliorée en conséquence.
Inversement, l'augmentation du temps de rayonnement UV montre un impact positif sur la solidité des couleurs.
Des matériaux organiques à changement de phase stabilisés par forme, durcissables aux UV et à base d'AESO peuvent également être obtenus par la technique UV avec des performances thermiques améliorées, une température de fusion et de congélation réduite, ce qui vérifie l'application prometteuse des matériaux durcissables aux UV pour le stockage d'énergie thermique.
Cependant, l'existence de longues chaînes aliphatiques molles entraîne généralement de faibles propriétés mécaniques ou thermiques et certains composés rigides sont souvent ajoutés en tant que comonomères pour améliorer les performances des matériaux durcissables aux UV à base d'AESO.
L'acide acrylique est l'un des composés rigides à base de pétrole les plus couramment utilisés.
Les performances des matériaux de revêtement durcissables aux UV à base d'AESO en utilisant des acrylates hyper-ramifiés (HBA) à base de pétrole comme monomère de co-photopolymérisation, en utilisant du saccharose acrylé (AS) comme durcisseur et en utilisant de l'acrylate de tétrahydrofurfural (THFA) comme diluants réactifs montrent l'augmentation de la dureté du revêtement, de l'adhérence, du module, de la résistance aux solvants et de la température de transition vitreuse.
De nos jours, de nombreux chercheurs se consacrent à l'exploitation de comonomères biosourcés pour développer des revêtements durcissables aux UV à haute teneur en produits biosourcés.
Monomère acrylé bétuline (AB) synthétisé à partir de la botuline, monomère insaturé (nommé IG) synthétisé à partir d'acide itaconique et de méthacrylate de glycidyle, les monomères (nommés EM2G et EM3G) synthétisés à partir d'eugénol via une réaction thiol-ène et une réaction d'ouverture de cycle époxyde ont tous été évalués être utilisé avec succès avec le polymère matriciel AESO et avoir un grand potentiel pour améliorer les propriétés du revêtement durcissable aux UV.
Les films de revêtement contenant des teneurs en AB de 5 à 10 % en poids ont un meilleur module d'élasticité, une meilleure résistance à la traction, une résistance à l'abrasion et une dureté, une Tg plus élevée et une déformation à la rupture inférieure, tandis que la transmittance des films durcis est réduite avec l'augmentation de la charge AB, en particulier pour longueurs d'onde inférieures à 650 nm.
En comparaison, la structure polycyclique de la bétuline impose une structure plus rigide au polymère de la matrice AESO pour améliorer les performances appliquées.
En présence d'irgacure 184 comme initiateur, une série de revêtements durcis aux UV sans aucun solvant peut être préparé avec succès avec IG (EM2G ou EM3G) et AESO, et EM2G et EM3G montrent une réactivité plus élevée lorsqu'ils sont copolymérisés avec AESO.
L'introduction d'IG, EM2G et EM3G dans le système de durcissement UV améliore considérablement les propriétés mécaniques et thermiques ainsi que les performances du revêtement telles que la dureté, la flexibilité, l'adhérence, la résistance aux solvants.
5. Composites polymères à base d'huile de soja époxydée
L'huile de soja époxydée est initialement utilisée comme plastifiant dans l'industrie pour le caoutchouc poly(chlorure de vinyle) chloré (PVC) et les émulsions de poly(alcool vinylique) (PVA) pour améliorer la stabilité et la flexibilité, et l'ESO est également considéré comme des plastifiants biocompatibles non toxiques potentiels. pour le poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) et l'acide polylactique (PLA) lorsqu'il est combiné avec d'autres plastifiants.
De plus, c'est une tendance intéressante de préparer des composites d'ESO ou de ses homopolymères avec d'autres matériaux en raison de leurs propriétés spéciales.
Un double réseau composite avec de l'huile de soja époxydée et un réseau dérivé de la dihydrocoumarine peuvent être synthétisés avec un effet durcissant, ce qui permet au polymère à base d'ESO d'être appliqué dans les domaines des revêtements et des films.
Les composites d'huile de soja époxydée réticulée et de monolithe acrylique ou de poly(acide lactique) présentent apparemment un module de Young et une résistance à la traction beaucoup plus grands que l'homopolymère ESO et peuvent fonctionner comme matériaux à mémoire de forme, ce qui fait de l'ESO un composant potentiel pour la fabrication de produits intelligents. matériaux polymères.
Fait intéressant, les résidus d'acides gras alcanes à longue chaîne dans l'ESO peuvent conférer aux composites une hydrophobie, de sorte que l'ESO réticulé peut également fonctionner comme un film résistant à l'eau pour le papier, de sorte que les composites obtenus peuvent être compétitifs dans le domaine de l'emballage compte tenu de leurs bonnes propriétés.
Une méthode efficace a été rapportée pour la formation de matériaux à base de cellulose greffés avec de l'huile de soja poly époxydée (PESO) avec des propriétés hydrophobes contrôlables 1-2.
Une sorte de composites de papier enduit de PESO avec une bonne propriété de résistance à l'eau a été obtenue via la polymérisation in situ de l'ESO sur la surface des fibres de cellulose du papier.
6. Conclusions
Ce chapitre résume les avancées les plus récentes dans l'application de l'ESO et de ses dérivés pour la préparation de matériaux polymères biosourcés.
Les multiples groupes époxy réactifs des triglycérides d'acides gras insaturés impliquent son grand potentiel dans les domaines de la préparation de polymères biosourcés avec une biodégradabilité, des propriétés thermiques et mécaniques contrôlables.
L'huile de soja époxydée peut se réticuler directement avec des agents de durcissement variés pour former un réseau permanent, ou pour introduire des groupes fonctionnels réactifs par des modifications chimiques.
Deux modifications les plus importantes sont l'introduction de groupes hydroxyle et l'estérification pour produire des acrylates.
Sur la base de ceux-ci, des variétés de nouveaux matériaux polymères ont été récemment préparées à partir d'huile de soja époxydée et de dérivés qui présentent des propriétés thermos-physiques et mécaniques industriellement viables et peuvent donc trouver de nombreuses applications possibles.
On pense que les composés à base d'huile de soja époxydée gagneront en permanence un fort intérêt et permettront de nouveaux développements tant du point de vue académique qu'industriel.