Полимеры на основе растительного масла

Растительные масла, например соевое масло, пальмовое масло и рапсовое масло, производятся главным образом из семян масличных культур и используются в самых различных областях: продукты питания, топливо (биологические виды топлива), смазочные материалы, краски, косметика, фармацевтика, пластификаторы и строительные материалы. Они также являются интересными мономерами для химии полимеров благодаря их широкой распространенности в природе и химической активности. Тем не менее, использование их в качестве мономеров поднимает проблемы, связанные с их неоднородной и вариативной структурой. На самом деле, процесс отделения и извлечения различных триглицеридов может оказаться дорогостоящим, так как масла обычно присутствуют в виде слабых концентраций, и состав конкретного масла может изменяться в зависимости от сезона. Последние достижения в области генной инженерии возвещают о прорывах: например, содержание олеиновой кислоты, входящей в состав непостоянного подсолнечного масла, можно увеличить до 92% и более. Ключевыми химическими компонентами растительных масел являются триглицериды: триэфиры и жирные кислоты (Рис. 3). Из пяти распространенных жирных кислот две являются насыщенными (пальмитиновая и стеариновая), а три – ненасыщенными (олеиновая, линолевая и линоленовая).

  
Рисунок 3. Структура триглицеридов и заменителей пяти самых распространенных жирных кислот.

Триглицерид… Химическая структура жирной кислоты… Наименование… Стеариновая… Пальмитиновая… Олеиновая… Линолевая… Линоленовая…

Мономеры триглицеридов представляют интерес благодаря своим олефиновым функциям, позволяющим создать сшитый полимер напрямую. Прямая полимеризация масел может использоваться в производстве чернильных смол, однако после применения их приходится подвергать последующему отверждению методом окислительного взаимодействия. Некоторые из других растительных масел, например тунговое или льняное масло, сшиваются напрямую или с другими добавками, в лаках, красках и покрытий пола (линолеум).

Тем не менее, для производства четко структурированных мономеров и полимеров триглицеридные масла приходится отделять и функционализировать. Зачастую функционализация осуществляется реакциями в олефиновых функциональных группах для получения ненасыщенных жирных кислот. К широко распространенным реакциям олефиновой функционализации относятся эпоксидирование, изомеризация, гидроформилирование, восстановление и обмен. В данном выпуске группа Петровича рассматривает процесс подготовки полиуретанов из полиолов, полученных из триглицеридов. Полиуретаны создаются посредством реакции между растительным маслом на основе полиола и различными изоцианатами.