Polyurethane foams modified with borate and urea groups

W pracy omówiono wyniki badań nad stosowaniem hydroksyetylowych pochodnych mocznika estryfikowanych kwasem borowym, jako składników poliolowych do otrzymywania sztywnych spienionych tworzyw poliuretanowych. Uzyskano pianki poliuretanowe o zmniejszonej palności w stosunku do pianek otrzymywanych z udziałem polioli handlowych. Obniżenie palności pianek wynika z obecności boru i zwiększonej zawartości azotu wskutek użycia poliolu z grupami mocznikowymi. Otrzymane pianki są samogasnące i należą do klasy palności HF-1.The work is concerned with an application of hydroxyethyl urea derivatives modified with borate groups as polyol components for a preparation of foamed polyurethane materials. Obtained rigid polyurethane foams are characterized by the reduced combustibility. The reduction of their flammability results from the presence of boron and increased content of nitrogen in polyurethane foams, because of the use of polyol with urea groups. Obtained foams are self-extinguishing and belong to the combustibility class HF-1

Thermally stable polyurethane foams modified with oxamidoester groups

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące otrzymywania sztywnych spienionych tworzyw poliuretanowych z udziałem polioli z ugrupowaniem oksamidoestrowym. Wspomniane poliole zostały uzyskane w wyniku reakcji N-(2-hydrok-sypropylo)-6-metylomorfolino-2,3-dionu z nadmiarem węglanu propylenu. Otrzymane pianki poliuretanowe charakteryzują się dobrą termoodpornością i termostabilnością oraz wytrzymałością mechaniczną. Uzyskane spienione tworzywa wykazują dobre parametry termoizolacyjne (λ<30 mW/(m•K)). Nowe pianki poliuretanowe, z grupami oksamidoestrowymi, uzyskane z udziałem hydroksypropylowych pochodnych morfolino-2,3-dionu mogą być używane jako materiały termoizolacyjne pracujące w temperaturze do 150°C.The results of research related to the manufacturing of rigid foamed polyurethane materials with the use of the polyols with oxamidoester groups have been presented. The aforementioned polyols were obtained in a reaction of N-(2-hydroxypropyl)-6-methylmorpholine-2,3-dione with an excess of propylene carbonate. The obtained foams were characterized by high thermal stability and thermal resistance, and furthermore good mechanical strength. The resulting polyurethane foams have good thermal insulation parameters (λ<30 mW/(m•K)). These new polyurethane foams with oxamidoester groups, obtained from hydroxypropyl derivatives of morpholine-2,3-dione, could be applied as the insulation of materials even at a temperature of 150°C

Foams with reduced flammability modified with oxamide groups and boric acid

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące zmian właściwości sztywnych pianek poliuretanowych wskutek modyfikacji struktury poliolu i wprowadzenie dodatku kwasu borowego. Jako składnik poliolowy zastosowano produkt hydroksyalkilowania oksamidu węglanem etylenu. Nowy poliol spieniono z udziałem polimerycznego 4,4’-diizocyjanianu difenylometanu, wody i trietyloaminy. W celu obniżenia palności pianek zastosowano kwas borowy jako antypiren addytywny. Wykazano, że modyfikacja struktury pianek za pomocą grup oksamidowych tylko w nieznacznym stopniu wpływa na obniżenie ich palności. Z kolei dodatek kwasu borowego do kompozycji piankowej powoduje wyraźne zmniejszenie palności pianek, tym większe im większy jest dodatek kwasu borowego. Już przy 1 % mas. zawartości boru, pianki stają się samogasnące, a zwiększenie zawartości boru do 3,5 % mas. skutkuje wzrostem indeksu tlenowego do 25,7. Również test poziomy palności pianek wykazał wyraźne obniżenie ich palności po wprowadzeniu kwasu borowego. Wszystkie pianki, modyfikowane i niemodyfikowane borem, zostały zakwalifikowane zgodnie z normą do klasy palności HF-1.The results of research on the properties modification of rigid polyurethane foams by means the modifying of the polyol structure and the addition of boric acid have been presented. The hydroxyalkylation product of oxamide with ethylene carbonate was used as the polyol component. New polyol foamed in the presence polymeric 4,4’-diisocyanate diphenylmethane, water and triethylamine. In order to reduce the foam flammability, boric acid was used as an additive flame retardant. It has been stated that the modification of the foam structure by oxamide groups influences on reduction of their flammability only slightly. In turn, the addition of boric acid to the foam compositions causes a significant reduction of the foam flammability. The influence of boric acid was higher, if the additive of boric acid was bigger. The foams become self-extinguishing at 1 wt.-% boron content. An increasing the boron content up to 3.5 wt.-% results in an increase in oxygen index to 25.7. There was also made the horizontal test of the foam flammability, which showed a marked reduction in the foam flammability of after the boric acid addition. All foams, boron modified and unmodified, according the ISO standard as flammability class HF-1 have been classified

1-phenyl-2,6-bis(ethoxycarbonylmethyl)imidazo[1,5-c]-quinazoline-3,5-dione : an intermediate product in synthesis of polyurethanes

W niniejszej pracy podjęto badania w celu wyjaśnienia struktury krystalograficznej 2,6-bis(etoksykarbonylometylo)-1-fenyloimidazo[1,5-c]chinazolino-3,5-dionu (BEFIC). Związek ten jest półproduktem w syntezie poliuretanów liniowych z pierścieniem imidazochinazolinowym. Monokryształ BEFIC tworzy tylko jedna para enancjomerów z pośród 32 możliwych konformerów. Obliczenia kwantowo-mechaniczne cząsteczki BEFIC przeprowadzone w oparciu o Teorię Funkcjonału Gęstości (DFT) z użyciem programu Gaussian wykazały możliwość wzajemnej przemiany konformerów tego związku. Transformacja konformerów BEFIC prowadzi ostatecznie do występowania tylko jednej, najbardziej stabilnej pary enancjomerów, pozwalającej na najlepsze upakowanie cząsteczek w komórce elementarnej.In the present work, we have undertaken research in order to clarify the crystal structure of 2,6-bis(ethoxycarbonylmethyl)-1-phenylimidazo[1,5-c]quinazoline-3,5-dione. This compound is an intermediate in the synthesis of the linear polyurethanes with imidazoquinazoline ring. Single crystal of 2,6-bis(ethoxycarbonylmethyl)-1-phenylimidazo[1,5-c]quinazoline-3,5-dione is formed by only one pair of enantiomers from among 32 possible conformers. Quantummechanical calculations 2,6-bis(ethoxycarbonylmethyl)-1-phenylimidazo[1,5-c]quinazoline-3,5-dione carried out based on the density functional theory (DFT) using the program Gaussian demonstrated the possibility of the mutual transformations of the conformers. Transformation of 2,6-bis(ethoxycarbonylmethyl)-1-phenylimidazo[1,5-c]quinazoline-3,5-dione conformers ultimately leads to the presence of only one pair of enantiomers. This pair is the most stable and allows the best packing of molecules in the unit cell

Advanced thermal analysis of poly(N-isopropylacrylamide)

W niniejszej pracy otrzymano równowagowe linie bazowe stanu stałego i ciekłego poli(N-izopropyloakryloamidu) (PNIPA) wykorzystując metody analizy termicznej. Linia odniesienia stanu stałego PNIPA została obliczona na podstawie założenia, że w temperaturze poniżej temperatury przejścia szklistego, eksperymentalne ciepło właściwe polimerów wynika tylko z oscylacyjnych ruchów molekularnych. Ponadto obliczono również równowagową linię bazową stanu ciekłego PNIPA. Na podstawie tak wyznaczonych linii odniesienia obliczono zmianę ciepła właściwego w temperaturze przejścia szklistego.In this paper, solid and liquid reference lines of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) were received using thermal analysis methods. The baseline of solid PNIPA was calculated based on the assumption that at a temperature below the glass transition temperature, major contribution to the experimental heat capacity have vibrational motions. Furthermore, the baseline of liquid PNIPA was established, too. On the basis of these reference lines of PNIPA, the change of heat capacity at the glass temperature was calculated

The quantum-mechanical modeling of the potential modifiers of polymer properties on the example of quinazoline derivatives

W pracy przedstawiono wyniki badań mających na celu wyjaśnienie przyczyn powstawania monohydroksyalkilowych pochodnych 1-fenylo-2H,6H-imidazo[1,5-c]chinazolino-3,5-dionu podstawionych przy atomie azotu nr 2, w stosunku do doświadczalnie stwierdzonego braku pochodnych podstawionych przy atomie azotu nr 6. Reakcja syntezy potencjalnego modyfikatora, o współczynniku regioselektywności przekraczającym 99% przy braku efektu skierowującego podstawnika, zdarza się dość rzadko - wyjaśnienie tego faktu było możliwe dzięki zastosowaniu obliczeń kwantowo-mechanicznych.The present paper aims to present the results of research to clarify the reasons for dominance of synthesized monohydroxyalkyl derivatives of 1-phenyl-2H,6H-imidazo[1,5c]quinazoline-3,5-dione substituted at the nitrogen atom No. 2, against the based on the experimentally proven absence of derivatives substituted at the nitrogen atom No. 6. The synthesis of potential modifiers, with regioselectivity over 99% without control substituent effect happens very rarely - explanation for this fact was possible due to the use of quantum-mechanical calculations

Thermal properties of composites obtained from organic clay and poly(3-hydroxybutyrate) matrix

W niniejszej pracy otrzymano nanokompozyty z poli(kwasu 3-hydroksy-masłowego) i glinki organicznej typu Cloisite® 30B przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej. Nowy materiał otrzymano poprzez mieszanie bezpośrednie. Metodą dyfrakcji rentgenowskiej potwierdzono nanostrukturę uzyskanego kompozytu, a za pomocą metod analizy termicznej badano wpływ zawartości nanonapełniacza na termiczne właściwości otrzymanych kompozytów. W zależności od ilości wprowadzonego napełniacza (1-3 % mas.) uzyskano nanokompozyty o przewadze struktury interkalowanej lub mieszanej.In this paper, nanocomposites from poly(3-hydroxybutyrate) and organic clay Cloisite® 30B were obtained with the use of a twin-screw extruder. New materials were produced by the direct mixing of the nanofiller with the molten polymer mass. The nanostructure was identified by the X-ray diffraction method (XRD). The thermal properties were investigated using the thermal analysis methods, and the influence of the nanofiller presence on the thermal properties of poly(3-hydroxybutyrate) was determined. The intercalated or mixed nanocomposites were obtained, in dependence on the quantity of the introduced nanofiller (1, 2 or 3 wt.-%)

Study on the synthesisconditions of polyurethanes with imidazoquinazoline rings

W celu otrzymania poliuretanów linowych z pierścieniami imidazochinazolinowymi przeprowadzono reakcję 1,6-diizocyjanianu heksametylenu z 1-fenylo-2,6-bis(2-hydroksyetylo)imidazo[1,5-c]chinazolino-3,5-dionem (BEFIC). Początkowo reakcję prowadzono w środowisku acetonu w obecności dilaurynianudibutylocyny(IV) jako katalizatora, w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej (54°C). Reakcja przebiegała na granicy faz, co spowodowało niewielkie przereagowanie substratów. Wprowadzenie do układu dodatkowego rozpuszczalnika – sulfotlenku dimetylu i zwiększenie ilości katalizatora również nie zapewniło całkowitego przereagowania diolu. Dopiero zmiana rozpuszczalnika na N,N’-dimetyloformamid pozwoliła prowadzić reakcję w wyższej temperaturze (90°C), co doprowadziło do uzyskania poliuretanu liniowego z dobrą wydajnością (90%). Otrzymany poliuretan scharakteryzowano metodami instrumentalnymi (spektroskopia IR, ¹H-NMR, analiza elementarna i chromatografia żelowa).In order to obtain linear polyurethanes with imidazoquinazoline rings, the reaction of hexame-thylene 1,6-diisocyanate with 1-phenyl-2,6-bis(2-hydroxyethyl)imidazo[1,5-c]quinazoline-3,5-dione was carried out. Initially, the reaction was carried out in acetone in the presence of dibutyltin(IV)dilaurate as a catalyst, at the boiling point of the reaction mixture. Unfortunately, the conversion degree of substrates was not very high. Therefore, the amount of catalyst was increased. Nevertheless, a significant improvement in the conversion degree of substrates was still not achieved. Only changing the solvent into N,N-dimethylformamide allowed to conduct the reaction at a higher temperature (90°C). It resulted in the obtaining of the linear polyurethane with good yield (90%). The polyurethane was characterized by instrumental methods (IR and ¹H-NMR spectroscopy, elemental analysis and gel permeation chromatography)