Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Rigid polyurethane foams from tall oil polyols for thermal insulation of long house

Izabela Osica

Abstract

For some years Polymer Laboratory of Latvian State Institute of Wood Chemis-try (IWC) have investigated use of renewable resource - tall oil (TO) for production of rigid polyurethane (PUR) foams [1]. Nowadays the topic of substituting petrochemical materials with renewable resources is very popular within scientific investigations also the industry is starting to have a closer look into this problem [2]. This thesis discusses a development of rigid PUR foam composition for log house thermal insulation applica-tion using TO polyol. TO is by-product of cellulose production which makes it an excellent raw materi-al for development of PUR materials. It is cheap raw material and it does not have to compete with production of provisions like other vegetable oils that are used in polymer industry like soy bean oil or rape seed oil [3]. For this project distilled TO with 20% of rosin acid content was used which is produced in FORCHEM Oy company in Rauma, Finland. TO polyol was synthesised by method of amidisation of carboxyl acids of TO with diethanolamine. At the moment Latvian company Dores is producing wood log houses whit min-imal thermal insulation properties. To increase energy efficiency of such house rigid pol-yurethane foam would be ideal material. By minor changes of log house building blocks, cutting out cavities in the middle of log beam, it would be possible to add rigid PUR foam inside of the house wall. From synthesised polyol rigid PUR foam composition for thermal insulation of log houses was developed. Influence of different isocyanate index values (110-250) and different catalysts on PUR foam characteristics were investigated. For developed rigid PUR foam thermal insulation material closed cell content, density, compression strength and cell structure were tested. Also flowability tests, cone calorimeter and termogravi-metric analysis were carried out. It is possible to obtain good quality rigid PUR foams using TO polyol. Using this polyol it is possible to introduce about 20% on renewable resources in ready PUR foam material. This rigid PUR foam material is found to be acceptable for thermal insulation of wood log houses.
Record ID
WUT6a739f082ddc40f681f4122abffb9b8f
Diploma type
Master of Science
Author
Izabela Osica (FMSE/DMD) Izabela Osica,, Division of Materials Design (FMSE/DMD)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Sztywne pianki poliuretanowe na bazie poliolu otrzymanego z oleju talowego przeznaczone do zastosowań w izolacjach drewnianych domów
Supervisor
Joanna Ryszkowska (FMSE/DSMP) Joanna Ryszkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Certifying unit
Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unit
Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)
Study subject / specialization
, Nowoczesne Materiały Konstrukcyjne
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
20-11-2012
Issue date (year)
2012
Internal identifier
IM-D.001652
Reviewers
Anna Boczkowska (FMSE/DSMP) Anna Boczkowska,, Division of Ceramic Materials and Polymers (FMSE/DSMP)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Marcin Leonowicz (FMSE/DCFM) Marcin Leonowicz,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Abstract in Polish
Od kilku lat naukowcy z Laboratorium Materiałów Polimerowych Łotewskiego Pań-stwowego Instytutu Chemii i Technologii Drewna (ang. Latvian State Institute of Wood Chemistry – IWC) badają wykorzystanie odnawialnych zasobów naturalnych do pro-dukcji sztywnych pianek poliuretanowych (PUR) [1]. Obecnie temat zastępowania su-rowców petrochemicznych surowcami odnawialnymi jest bardzo popularny nie tylko w środowisku naukowym, ale i przemysłowym [2]. Niniejsza praca dotyczy opracowania kompozycji sztywnej pianki PUR na bazie poliolu otrzymanego z oleju talowego (ang. tall oil – TO) w zastosowaniu na izolację termiczną domów z bali. TO jest produktem ubocznym wytwarzania celulozy metodą siarczynową. Jest to tani surowiec, który nie konkuruje z przemysłem spożywczym jak inne wykorzystywane do produkcji PUR oleje roślinne, takie jak olej sojowy lub olej z nasion fasoli, czy rzepa-ku [3]. W pracy wykorzystano olej talowy destylowany, z 20-procentową zawartością kwasów żywicznych. Poliol z TO był syntetyzowany metodą amidyzacji kwasów kar-boksylowych przy użyciu dietanoloaminy. W chwili obecnej łotewska firma budowlana – Dores Fabrika, produkuje domy z bali, które posiadają minimalne właściwości termoizolacyjne. W celu zwiększenia efek-tywności energetycznej takich budynków, zastosowanie sztywnej pianki PUR jako ma-teriału termoizolacyjnego, byłoby idealnym rozwiązaniem. Nowa technologia izolacji opiera się na niewielkich zmianach konstrukcyjnych. Ściany domów zbudowane z wy-drążonych drewnianych bali, zostaną wypełnione sztywną pianką poliuretanową poprzez wylewanie kompozycji poliolu i izocyjanianu bezpośrednio do powstałej wnęki. Na bazie zsyntetyzowanego biopoliolu z TO, opracowano kompozycję sztywnej pianki poliuretanowej do izolacji cieplnej domów z bali. Badano wpływ różnych warto-ści indeksu izocyjanianu (110-250) oraz katalizatorów na właściwości pianek poliuretna-nowych. Przeprowadzone zostały badania właściwości fizycznych i mechanicznych, a także badania struktury morfologicznej oraz reakcji na ogień i stabilności termicznej. Wykazano, iż na bazie poliolu z oleju talowego można uzyskać sztywne pianki PUR o jakości porównywalnej, a nawet lepszej od powszechnie stosowanych wyrobów komercyjnych. Poprzez zastosowanie biopoliolu zawartość surowców odnawialnych w produkcie finalnym wzrasta do ponad 20%.
File
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT6a739f082ddc40f681f4122abffb9b8f/
URN
urn:pw-repo:WUT6a739f082ddc40f681f4122abffb9b8f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page