Project

Hoogwaardige polyacetalen uitgaande van nieuwe cyclische biogebaseerde bouwstenen

Looptijd
01-10-2013 → 30-09-2017
Financiering
Gewestelijke en gemeenschapsmiddelen: IWT/VLAIO
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Natural sciences
    • Bio-organic chemistry
Trefwoorden
Hoogwaardige polyacetalen
 
Projectomschrijving

Het doel van dit doctoraatsonderzoek is de synthese van nieuwe poly(cycloacetalen/ketalen) uit hernieuwbare grondstoffen uitgaande van cyclische acetaal/ketaalmonomeren, waarbij de volgende materiaaleigenschappen van de verkregen polymeren worden beoogd: een hoge Tg (>100° C), supertransparantie, lage kristalliniteit en een hoge ductiliteit. Afhankelijk van welke eigenschappen het materiaal bezit, kan het aangewend worden als thermoplast, additief, gecontroleerd degradeerbaar polymeernetwerk e.a.

Allereerst zullen poly(cycloacetalen/ketalen) gesynthetiseerd worden uit commercieel beschikbare dialdehyden/diketonen en tetraolen via polyacetalisatie/ketalisatie. Hierbij worden sommige gerapporteerde procedures herhaald om de technieken onder de knie te krijgen. Vervolgens zullen acetaal- en ketaalmonomeren gesynthetiseerd worden uit hernieuwbare grondstoffen, in eerste instantie vooral vanuit suikerafgeleiden of afvalstroomproducten.13-21 Onder andere glycerol, pentaërytritol, acroleïne, wijnsteenzuur en furfural zijn bouwstenen die hier zeker aangewend zullen worden. Vetzuren en afgeleiden bezitten, wegens hun hoge ketenflexibiliteit, niet de juiste eigenschappen om de vooropgestelde doelstellingen te halen. De acetaal/ketaalmonomeren zullen na optimalisatie van hun syntheseroutes en de nodige opschaling vervolgens gepolymeriseerd worden via polycondensatie- of polyadditiereacties.  Indien de polymeerstructuur dit toelaat zullen ook nog post-modificatie reacties zoals thiol-een chemie en vernetting uitgevoerd worden.
Van de gesynthetiseerde poly(cycloacetalen/ketalen) zullen vervolgens de materiaaleigenschappen bepaald worden, met in de eerste plaats Tg, de transparantie en mechanische eigenschappen zoals ductiliteit. Daarnaast zal ook de  zuurgevoeligheid van deze polymeren grondig onderzocht worden. Afhankelijk van welke resultaten hiermee verkregen worden, kunnen ze in specifieke gevallen aangewend worden als materialen met gecontroleerde degradatie. 
In dit doctoraatsonderzoek zullen zowel de synthese van de monomeren, de polymerisatie als de bepaling van de materiaaleigenschappen uitgevoerd worden. Deze vormen een O&O waardeketen voor één bepaalde klasse van verbindingen. Door deze drie elementen te combineren in één onderzoek, kunnen naast nieuwe polymeren ook “structuur-eigenschap” relaties onthuld worden met zowel wetenschappelijke als industrieel indicatieve waarde.