Nouveau procédé d'élaboration de mousses polyuréthane sans isocyanate biosourcées. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

New process for the elaboration of biobased polyurethane non-isocyanate

Nouveau procédé d'élaboration de mousses polyuréthane sans isocyanate biosourcées.

Vincent Valette
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1371365
  • IdRef : 276822420

Résumé

Polyurethane (PU) foams are versatile materials with applications in the automotive, construction and packaging fields. Their major drawback is that they are derived from the polyaddition of di-/polyol on di-/polyisocyanates. However, most of the isocyanates are toxic and/or CMR compounds.The objective of this work was to find a more sustainable alternative to develop non-isocyanate polyurethane (NIPU) foams. Thus, epoxy or amino-telechelic oligomers bearing urethane and/or urea functions were synthesized by transurethanization polycondensation between biosourced monomers of diamine, diol and biscarbamate type.Two processes for obtaining foams were then developed. Firstly, a photochemical process, based on radical-induced cationic frontal polymerisation (RICFP), was used for the first time to produce a foam from a commercial epoxy resin. However, this process was not found to be suitable for the production of NIPU foams from the synthesized epoxy-telechelic oligomers. Secondly, a process based on the use of bio-based amino-telechelic NIPU oligomers, an epoxy-amine crosslinking reaction and chemical or physical foaming has successfully produced NIPU foams by curing at 95-100°C for 30 min to 2 h, or in 48 h at room temperature. These partially biobased foams (from 91% to 97,5% wt) have apparent densities between 60 kg/m3 and 400 kg/m3 and a flexible character with a Tg ranging from -28°C to -10°C and a Young's modulus between 2.0.103 Pa and 6.3.104 Pa.
Les mousses polyuréthanes (PU) sont des matériaux polyvalents qui trouvent leur application dans l'automobile, la construction et les emballages. Leur inconvénient majeur réside dans le fait qu’elles sont issues de la polyaddition de di-/polyols sur des di-/polyisocyanates. Or les isocyanates sont pour la plupart des composés toxiques et/ou CMR.Ce travail avait pour objectif de trouver une alternative plus durable afin d’élaborer des mousses polyuréthanes sans isocyanate (NIPU). Ainsi, des oligomères époxy ou amino-téléchéliques portant des fonctions uréthane et/ou urée ont été synthétisés par polycondensation par transuréthanisation entre des monomères biosourcés de type diamine, diol et biscarbamate.Deux procédés d’obtention des mousses ont ensuite été développés. Le premier procédé photochimique, basé sur la polymérisation frontale cationique induite par voie radicalaire (RICFP), a été utilisé pour la première fois pour produire une mousse à partir d’une résine époxy commerciale. Ce procédé ne s’est en revanche pas révélé adapté à la production de mousses NIPU à partir des oligomères époxy-téléchéliques synthétisés.Un second procédé basé sur l’utilisation des oligomères NIPU amino-téléchéliques biosourcés et mettant en jeu une réaction de réticulation par voie époxy-amine et un moussage chimique ou physique a permis d’obtenir avec succès des mousses NIPU par cuisson à 95-100°C pendant 30 min à 2h, ou en 48h à température ambiante. Ces mousses partiellement biosourcées (de 91% à 97,5% en masse) présentent des masses volumiques apparentes comprises entre 60 kg/m3 et 400 kg/m3 et un caractère flexible avec une Tg allant de -28°C et -10°C et un module d’Young compris entre 2,0.103 Pa et 6,3.104 Pa.
Fichier principal
Vignette du fichier
vincentvalette.pdf (10.48 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04533149 , version 1 (04-04-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04533149 , version 1

Citer

Vincent Valette. Nouveau procédé d'élaboration de mousses polyuréthane sans isocyanate biosourcées.. Polymères. Normandie Université, 2022. Français. ⟨NNT : 2022NORMR111⟩. ⟨tel-04533149⟩
8 Consultations
0 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More