Till innehåll på sidan
Till KTH:s startsida

Levulinic Acid: Versatile Building Block for Plasticizer Design

Tid: Fr 2021-09-24 kl 14.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/63825918473, Stockholm (English)

Respondent: Wenxiang Xuan , Polymerteknologi

Opponent: Professor Rafael Auras, Michigan State University

Handledare: Professor Minna Hakkarainen, Fiber- och polymerteknologi, Polymerteknologi, Wallenberg Wood Science Center, Polymerteknologi; Universitetslektor Karin Odelius, Polymerteknologi

Exportera till kalender

Abstract

Att använda förnybara resurser för utveckling av hållbara plastprodukterär en utmaning. Därför behöver de kommersiella teknikerna föromvandling av biomassa generera biobaserade kemikalier, som kan ersättanuvarande fossilbaserade kemikalier, utvecklas. I denna avhandling har ettbibliotek av mjukningsmedel med den biobaserade plattformskemikalienlevulinsyra (LeA), som en central byggsten, designats. I kombination medandra befintliga eller framtida biobaserade byggstenar fungerar estrarna avLeA och deras derivat som en mångsidig plattform av mjukningsmedel förbiobaserad och biologiskt nedbrytbar termoplastisk polylaktid (PLA).Totalt syntetiserades tretton LeA-baserade mjukningsmedel, vilketinkluderar nio monomera mjukningsmedel syntetiserade genom enklassisk Fischer-förestringsmetod och fyra oligomera mjukningsmedelsom framställdes genom polykondensation eller ett tvåstegsförfarande medringöppningspolymerisation (ROP) av L-laktid följt av Fischer-förestringmed LeA. Genom kärnmagnetisk resonans (NMR)-spektroskopi, somprimär karakteriseringsmetod, följdes reaktionsprocessen och strukturernaverifierades hos de designade mjukningsmedlen. Strukturerna bekräftadesytterligare med elektrosprayjonisering masspektrometri (ESI-MS). Ur ettdesignperspektiv bestämmer kombinationen av mjukningsmedlens ochpolymermatrisens struktur materialens prestanda.Mjukningsmedel med linjära och flexibla centra, etylenglykol (EG) eller1,4-butandiol, visade stor potential som mjukningsmedel genom att sänkaglasövergångstemperaturen (Tg) för PLA från 59 °C till 15 °C och 16 °Coch öka töjningen vid brott av PLA från 5% till 546% och 227% vid tillsatsav 20 vikts%. Ett förgrenat centrum (glycerol) eller cykliska och styvacentra (isohexid och 1,2-cyklohexandiol) minskademjukningseffektiviteten. Cis-/trans-stereoisomerismen hos styva centrakunde till viss del justera mjukningseffekten och mjukningsmedlenstermiska stabilitet. När ketoner av LeA omvandlades till ketaler med EGsom reagens, ökade mjukningsmedlens termiska stabilitet ochmigrationsbeständighet avsevärt, vilket ledde till en långsammaremassförlust och högre bibehållen molekylvikt för hydrolyserad PLA efter hydrolytiskt åldrande. Motsvarande förbättringar observerades också förde oligomera mjukningsmedlen. När eugenol användes som en komponenti mjukningsmedelsdesignen åstadkoms dubbelfunktionella oligomeraPLA-mjukningsmedlen med antibakteriella egenskaper.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-300218