Endre søk
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Bio-based multifunctional fatty acid methyl esters as reactive diluents in coil coatings
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Ytbehandlingsteknik. Royal Institute of Technology.
PTE Coatings AB, SE-594 31, Gamleby, Sweden.
SSAB EMEA, SE-781 84, Borlänge, Sweden.
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi.ORCID-id: 0000-0003-3201-5138
(engelsk)Manuskript (preprint) (Annet vitenskapelig)
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-250659OAI: oai:DiVA.org:kth-250659DiVA, id: diva2:1313016
Merknad

QC 20190503

Tilgjengelig fra: 2019-05-02 Laget: 2019-05-02 Sist oppdatert: 2019-05-03bibliografisk kontrollert
Inngår i avhandling
1. Exploring fatty acid derivatives from renewable resources as raw materials for coating applications
Åpne denne publikasjonen i ny fane eller vindu >>Exploring fatty acid derivatives from renewable resources as raw materials for coating applications
2019 (engelsk)Doktoravhandling, med artikler (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

In the work presented herein, epoxy fatty acid derivatives were explored in the formation of thermosets for coating applications. The epoxy fatty acid derivatives were obtained from renewable resources such as birch tree bark and epoxidized linseed oil. The birch bark was used to isolate 9,10-epoxy-18-hydroxyoctadecanoic acid (EFA) and the epoxidized linseed oil was used to retrieve methyl stearate and 3 different epoxy methyl esters: epoxy methyl oleate/linoleate/linolenate (EMO/EMLO/EMLEN). The obtained epoxy fatty acid derivatives were used in resin formulations together with other reactants or in the synthesis of multifunctional oligomer resins using enzyme catalysis. All resins were cured using different polymerization techniques to form thermosets with a wide variety of properties.Multifunctional oligomer resin were synthesized using Candida Antarctica lipase-B (CALB) as enzyme. It was demonstrated that the synthesis was efficient and the oligomers were obtained from “one-pot” route. In addition, the selectivity of CALB was useful in preserving a variety of functional groups (epoxides, alkenes and thiols) in the final oligomers. The oligomers were cross-linked by either thiol-ene chemistry or cationic polymerization resulting in functional thermosets. It was further shown that surface properties of the cured thermosets could be changed by using post-functionalization.Pure fatty acid methyl esters cure into soft materials. An approach in increasing the thermal and mechanical properties was investigated. The 3 different epoxy functional methyl esters together with a furan-2,5-dicarboxylic acid derivative were investigated in the formation of thermosets. Glass transition temperature (Tg) below 0 °C and above 100 °C were obtained by varying the stoichiometric feed of the reactants.The thermal curing of EFA as a one-component system was investigated by model studies showing that a self-catalyzed process occur. EFA thermally cures into a thermoset without the need of an added catalyst. Furthermore, the thermoset showed adhesive properties.Crude mixture containing methyl stearate, EMO, EMLO and EMLEN obtained from epoxidized linseed oil were investigated as reactive diluent in coil-coatings. The mixture was also compared with commercially available reactive diluents such as fatty acid methyl esters (FAME) obtained from rapeseed oil. The results obtained showed that more fatty methyl esters could be incorporated in the final thermoset when using the epoxidized linseed oil fatty acid derivatives.Real-time Fourier-transform infrared spectroscopy (RT-FTIR) was used during most of the work presented in the thesis and proved to be a powerful tool in monitoring the different reactions and comparing relative reaction rates.

Abstract [sv]

I arbetet som presenteras i denna avhandling undersöktes epoxifettsyraderivat vid bildandet av härdplaster för ytmodifieringsapplikationer. Förnybara råvarorna björkbark och epoxiderad linolja andändes för att erhålla epoxifettsyraderivaten. Björkbarken användes för att isolera 9,10-epoxi-18-hydroxidekansyra (EFA) och epoxoderad linolja användes för att extrahera metylstearat och 3 olika epoximetylestrar: epoximetyl oleat/linoleat/linolenat (EMO/EMLO/EMLEN). Epoxifettsyraderivaten användes i olika hartsformuleringar tillammans med andra reaktanter eller vid syntes av multifunktionella oligomerhartser med hjälp av enzymatisk katalys. Med hjälp av olika polymerisationstekniker så härdades alla hartser till härdplaster med en mängd olika egenskaper.Multifunktionella oligomerhartser syntetiserades med hjälp av enzymet Candida Antarctica lipas-b (CALB). Syntesen visade sig vara effektiv och oligomererna erhölls från en sats. Dessutom var selektiviteten hos CALB användbar för att bevara en mängd olika funktionella grupper (epoxider, alkener och tioler) i de slutliga oligomererna. Tiol-ene kemi eller katjonisk polymerisation användes sedan för att härda oligomererna, vilket resulterade i funktionella härdplaster. Vidare visades att ytegenskaperna kunde ändras genom möjlighet till funktionalisering av härdplasterna.Mjuka material återfås då man härdar rena fettsyrametylestrar. Ett sätt att öka de termiska och mekaniska egenskaperna undersöktes. De tre olika epoxifunktionella metylestrarna tillsammans med furan-2,5-dicarboxylsyraderivat blandades i hartser och härdades. Genom att variera de stökiometriska förhållanderna av reaktanterna så erhölls glastemperaturer (Tg) under 0°C och över 100 °C.Undersökningen av termisk härdning av EFA som ett komponentssystem studerades genom modelstudier. Studierna visade att en självkatalyserad process sker då EFA värms upp. Detta leder således till att EFA kan termiskt härda utan behov av en tillsatt katalysator. Dessutom uppvisade härdplasten limegenskaper.Rå blandning innehållande metylstearate, EMO, EMLO och EMLEN som erhölls från epoxiderad linolja undersöktes som en reaktiv utspädare i spolbeläggningar. Blandningen jämfördes även med kommersiellt tillgängliga utspädare så som fettsyrametylestrar (FAME) erhållna från rapsolja. De erhållna resultaten påvisade att fler feta metylestrar kunde integreras i slutliga beläggningen när fettsyraderivat från epoxideradlinolja användes.Realtids Fourier-transform infrarödspektroskopi (RT-FTIR) användes under det mesta av arbetet som presenteras i denna avhandling. RT-FTIR visade sig vara ett kraftfullt vektyg för att övervaka de olika reaktionerna samt jämföra relativa reaktionshastigheter.

sted, utgiver, år, opplag, sider
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2019. s. 69
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2019:28
Emneord
epoxy, vegetable oils, birch bark, thermoset, bio-based, fatty acid, renewable resources
HSV kategori
Forskningsprogram
Fiber- och polymervetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-250682 (URN)978-91-7873-184-8 (ISBN)
Disputas
2019-05-29, Sal F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm, 10:00 (engelsk)
Opponent
Veileder
Merknad

QC 20190506

Tilgjengelig fra: 2019-05-06 Laget: 2019-05-02 Sist oppdatert: 2019-05-06bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

Fulltekst mangler i DiVA

Personposter BETA

Nameer, SamerJohansson, Mats

Søk i DiVA

Av forfatter/redaktør
Nameer, SamerJohansson, Mats
Av organisasjonen

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric

urn-nbn
Totalt: 72 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf