From Vegetable Oils to Polyurethane

From Vegetable Oils to Polyurethanes: Synthetic Routes
to Polyols and Main Industrial Products
Myriam Desroches, Maxime Escouvois, R´emi Auvergne, Sylvain Caillol,
Bernard Boutevin
To cite this version:
Myriam Desroches, Maxime Escouvois, R´emi Auvergne, Sylvain Caillol, Bernard Boutevin.
From Vegetable Oils to Polyurethanes: Synthetic Routes to Polyols and Main Industrial Products.
Polymer Reviews, Taylor & Francis: STM, Behavioural Science and Public Health Titles,
2012, 52 (1), pp.38. .
HAL Id: hal-00659006
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00659006
Submitted on 11 Jan 2012
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of scientific
research documents, whether they are published
or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destin´ee au d´epˆot et `a la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publi´es ou non,
´emanant des ´etablissements d’enseignement et de
recherche fran¸cais ou ´etrangers, des laboratoires
publics ou priv´es.
For Peer Review Only
From vegetable oils to polyurethanes: synthetic routes to
polyols and main industrial products
Journal: Polymer Reviews
Manuscript ID: LMSC-2011-0133.R1
Manuscript Type: Review
Date Submitted by the Author: n/a
Complete List of Authors: Desroches, Myriam; ICGM
Escouvois, Maxime; ICGM
Auvergne, Remi; ICGM
CAILLOL, Sylvain; ICGM, IAM
Boutevin, Bernard; ICGM
Keywords: vegetable oils, biobased polyols, polyurethanes, epoxidized vegetable oils,
commercial polyols

URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail]
Polymer Reviews
For Peer Review Only
From vegetable oils to polyurethanes: synthetic routes to polyols and
main industrial products
Myriam Desroches, Maxime Escouvois, Remi Auvergne, Sylvain Caillol*,
Bernard Boutevin
Institut Charles Gerhardt Montpellier, UMR 5253 CNRS-UM2-ENSCM-UM1, Equipe
I.A.M., 8 Rue de l’Ecole Normale, 34296 Montpellier Cedex 5, France
*Corresponding author. Dr Sylvain CAILLOL. Address: ENSCM, 8 Rue de l’Ecole
Normale, 34296 Montpellier Cedex 5, France - E-mail [e-mail].
Short title : From research to industrial biobased polyols
Page 1 of 96
URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail]
Polymer Reviews
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
For Peer Review Only
From vegetable oils to polyurethanes: synthetic routes to polyols and
main industrial products
Most of biobased polyols for polyurethanes are synthesized from vegetable oils.
In a first part, the present review goes into details of these different synthetic
routes to obtain polyols. Firstly, olefinic functionalities of triglycerides could
easily be epoxidized, leading to reactive epoxide groups. Secondly, triglycerides
double bonds could undergo a wide range of reaction to yield polyols. Finally,
the carbonyl group could also be used as a reactive group to yield various
polyols. In a second part, the present review is dedicated to the commercial
biobased polyols, and, based on the patent literature; focus on the industrial
synthetic routes.
Keywords: vegetable oils; biobased polyols; polyurethanes; epoxidized vegetable
oils; commercial polyols; oxidation
Introduction
Uncertainty in terms of price and availability of petroleum, in addition to global
political and institutional tendencies toward the principles of sustainable development,
urge chemical industry to a sustainable chemistry and particularly the use of renewable
resources in order to synthesize biobased chemicals and products. A biobased product is
a product synthesized from renewable resources (vegetal, animal or fungal) but doesn’t
mean that it is a biodegradable material. Biodegradability is a special functionality
conferred to a material, biobased or not, and biobased sourcing does not entail
biodegradability. Biobased sourcing could be measured by renewable carbon content
owing to D6866ASTM standards. The use of renewable resources for chemical
synthesis results in reduction of environmental impacts such as non-renewable
resources consumptions and greenhouse gas emission. But hazards of chemicals should
also be taken into account in order to reduce human toxicity and eco-toxicity impacts.
Indeed, it is not sufficient to synthesize exactly the same chemicals from renewable
Page 2 of 96
URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail]
Polymer Reviews
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
For Peer Review Only
resources, even if they are harmful. Biobased chemicals could also be very dangerous.
New processes have to be developed to replace hazardous reactives by harmless,
biobased ones. Among this new developments, we report some polyamides, such as
polyamide 11 synthesized from castor oil by Arkema Group under the brand name
Rilsan1
, biofuels and polyols. Polyols represent increasing industrial developments in
various applications and particularly in polyurethanes.
Polyurethanes (PUs), having a relatively short history, of slightly more than 70
years, became one of the most dynamic groups of polymers, exhibiting versatile
properties suitable for use in practically all the fields of polymer applications - foams,
elastomers, thermoplastics, thermorigids, adhesives, coatings, sealants, fibers and so on.
With a global production of 14Mt in 2006, PUs are the 6th most widely used polymer2
.
Additionally, they are used in some specialty applications such as biomedical surgery.
PUs are obtained by the reaction of an oligomeric polyol (low molecular weight
polymer with terminal hydroxyl groups) and a diisocyanate (or polyisocyanate)
(Scheme 1). All these raw materials come from petroleum but recently, chemical
industry has paid intensive interest to the production of biobased polyols, mainly
synthesized from vegetable oils3-5
.
Insert Scheme 1: Polyurethane synthesis from diol and diisocyanate
Indeed, most of polyols currently used for polyurethanes synthesis are polyether
polyols (75%), resulting from the reaction between a “starter” polyol and an alkylene
oxide, both petrobased. Other polyols used for polyurethanes synthesis are polyesters
polyols (25%), obtained by step growth polycondensation between dicarboxylic acid
and polyol in excess6
. A first approach to increase the renewable content of
polyurethanes consists in replacing the “starter” polyol by a biobased polyol from
saccharides (sorbitol, sucrose) for the synthesis of partially biobased polyether polyols
Page 3 of 96
URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail]
Polymer Reviews
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
For Peer Review Only
(30% renewable carbon). However, it results in low renewable content polyurethanes
(around 8%). Therefore it is more interesting to work on prepolymers that account for
higher percentage of renewable content. Polyether polyol could also be obtained by
polycondensation of propane-1,3-diol coming from glycerin. Furthermore, biobased
polyester polyols generally result from condensation of biobased dicarboxylic acids
such as adipic or succinic acid with biobased polyols (propane-1,3-diol).
Finally, another approach to obtain biobased polyols consists in the use of
natural oils (vegetable or animal) i.e. the most abundant and cheapest renewable organic
resources7
.
Insert Scheme 2: Triglyceride formula with R0, R1 and R3 aliphatic chains of fatty
acids
Vegetable oils are coming from various plants (soybean, palm, rapeseed…) and
contain mainly triglycerides molecules where the three hydroxyl functions of glycerin
are esterified with fatty acids (Scheme 2). These fatty acids could be saturated – with
non reactive aliphatic chains (stearic or palmitic acids…) or unsaturated – with aliphatic
chains bearing double bonds (oleic, linoleic, linolenic, ricinoleic acids…). These natural
oils, and particularly unsaturated ones, are very interesting since various reactions could
be performed from their different groups in order to obtain biobased polyols, enabling
reactions with diisocyanates to get polyurethanes.
Fundamental research has investigated vegetable oils functionalization for
several years and several reviews were published7-19. However, none of these review
report so far current industrial applications of depicted methods, patented processes and
synthesized biobased polyols. Therefore general presentation of vegetable oil
functionalization reaction is reported in part A of this review, whereas the industrial
state of the art of industrial processes and products is reported in part B.
Page 4 of 96
URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail]
Polymer Reviews
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
For Peer Review Only
Part A: synthetic routes from vegetable oils to polyols
Chemistry routes followed to functionalize vegetable oils are extremely various and are
based on several reactions. In order to summarize these routes, we reported the main
reactions discussed in this review (Table 1).
Insert Table 1: Mains reactions used on vegetable oils
In order to facilitate reading reaction schemes reported in this review,
triglycerides were presented owing to formula of Scheme 3, with aliphatic chain R0
corresponding to oleic acid (one double bond between carbons 9 and 10). R1 and R2
chains could correspond to a fatty acid

Results (Vietnamese) 1:

Từ dầu thực vật để polyurethane: tuyến đường tổng hợpPolyols và sản xuất công nghiệpMyriam Desroches, Maxime Escouvois, R´emi Auvergne, Sylvain Caillol,Bernard BoutevinĐể trích dẫn phiên bản này:Myriam Desroches, Maxime Escouvois, R´emi Auvergne, Sylvain Caillol, Bernard Boutevin.Từ dầu thực vật để polyurethane: các tuyến đường tổng hợp để Polyols và sản xuất công nghiệp.Đánh giá polymer, Taylor & Francis: STM, khoa học hành vi và tiêu đề y tế công cộng,năm 2012, 52 (1), pp.38. < 10.1080/15583724.2011.640443 >. HAL Id: hal-00659006https://Hal.Archives-ouvertes.fr/Hal-00659006Gửi ngày 11 tháng 1 năm 2012HAL là một truy cập mở đa ngànhlưu trữ cho các khoản tiền gửi và phổ biến của khoa họcnghiên cứu tài liệu, cho dù họ được công bốhay không. Các tài liệu có thể đến từCác tổ chức giảng dạy và nghiên cứu ở nước Pháp hoặcở nước ngoài, hoặc từ Trung tâm nghiên cứu công cộng hay tư nhân.L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estDestin´EE au d´epˆot et ' a la khuếch tán de tài liệuScientifiques de niveau recherche, publi´es ou phòng không,´emanant des ´etablissements d'enseignement et derecherche fran¸cais ou ´etrangers, des laboratoirespublics ou priv´es.Cho duyệt chỉTừ dầu thực vật để polyurethane: tổng hợp các tuyến đường đếnPolyols và sản xuất công nghiệpTạp chí: Polymer đánh giáBản thảo ID: LMSC-2011-0133. R1Bản thảo loại: đánh giáNgày gửi bởi tác giả: n/aHoàn thành danh sách các tác giả: Desroches, Myriam; ICGMEscouvois, Maxime; ICGMAuvergne, Remi; ICGMCAILLOL, Sylvain; ICGM, IAMBoutevin, Bernard; ICGMTừ khóa: dầu thực vật, biobased polyols, polyurethane, dầu thực vật epoxidized,thương mại polyolsURL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] đánh giáCho duyệt chỉTừ dầu thực vật để polyurethane: các tuyến đường tổng hợp để polyols vàsản xuất công nghiệpMyriam Desroches, Maxime Escouvois, Remi Auvergne, Sylvain Caillol *,Bernard BoutevinInstitut Charles Gerhardt Montpellier, UMR 5253 CNRS-UM2-ENSCM-UM1, EquipeI.A.M., 8 Rue de l'Ecole Normale, 34296 Montpellier Cedex 5, Pháp* Tác giả tương ứng. Tiến sĩ Sylvain CAILLOL. Địa chỉ: ENSCM, 8 Rue de l'EcoleNormale, 34296 Montpellier Cedex 5, Pháp - E-mail [e-mail]ắn tiêu đề: từ nghiên cứu để công nghiệp biobased polyolsTrang 1 / 96URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] đánh giá123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960Cho duyệt chỉTừ dầu thực vật để polyurethane: các tuyến đường tổng hợp để polyols vàsản xuất công nghiệpHầu hết biobased polyols cho polyurethane được tổng hợp từ dầu thực vật.Trong một phần đầu tiên, việc xem xét hiện nay đi vào các chi tiết của tổng hợp khác nhautuyến đường để có được polyols. Trước hết, các chức năng olefinic của chất béo trung tính có thểmột cách dễ dàng là epoxidized, dẫn đến phản ứng epoxide nhóm. Thứ hai, chất béo trung tínhliên kết đôi có thể trải qua một loạt các phản ứng mang lại polyols. Cuối cùng,nhóm cacbonyl cũng có thể được sử dụng như là một nhóm phản ứng mang lại nhiềupolyols. Trong một phần thứ hai, việc xem xét hiện nay dành riêng cho thương mạibiobased polyols, và dựa trên các tài liệu bằng sáng chế; tập trung vào công nghiệptuyến đường tổng hợp.Từ khóa: dầu thực vật; biobased polyols; polyurethane; thực vật epoxidizeddầu; thương mại polyols; quá trình oxy hóaGiới thiệuKhông chắc chắn về giá cả và tính sẵn sàng của dầu khí, ngoài việc toàn cầuxu hướng chính trị và thể chế đối với các nguyên tắc phát triển bền vững,Đôn đốc các công nghiệp hóa chất hóa học bền vững và đặc biệt là việc sử dụng của tái tạotài nguyên để tổng hợp hóa chất biobased và các sản phẩm. Là một sản phẩm biobasedmột sản phẩm tổng hợp từ nguồn tài nguyên tái tạo (thực vật, động vật hoặc nấm) nhưng khôngcó nghĩa là nó là một vật liệu phân hủy sinh học. Biodegradability là một chức năng đặc biệttrao cho đến một tài liệu, biobased hay không, và tìm nguồn cung ứng biobased không gâybiodegradability. Biobased tìm nguồn cung ứng có thể được đo bằng cacbon tái tạo nội dungdo tiêu chuẩn D6866ASTM. Việc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo cho hóa chấtTổng hợp kết quả trong giảm tác động môi trường như vậy là không tái tạotài nguyên consumptions và phát thải khí nhà kính. Nhưng mối nguy hiểm của hóa chất nêncũng được đưa vào tài khoản để giảm độc tính của con người và sinh thái độc tính tác động.Thật vậy, nó là không đủ để tổng hợp chính xác các chất hóa học tương tự từ tái tạoTrang 2 trên tổng 96URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] đánh giá123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960Cho duyệt chỉtài nguyên, ngay cả khi họ đang có hại. Hóa chất Biobased cũng có thể rất nguy hiểm.Quy trình mới đã được phát triển để thay thế reactives nguy hiểm bởi vô hại,biobased những người. Trong số này phát triển mới, chúng tôi báo cáo một số polyamit, chẳng hạn nhưpolyamide 11 tổng hợp từ dầu thầu dầu bởi Arkema nhóm theo nhãn hiệuRilsan1, nhiên liệu sinh học và polyols. Polyols đại diện cho tăng sự phát triển công nghiệpCác ứng dụng và đặc biệt là tại polyurethane.Polyurethane (mủ), có một lịch sử tương đối ngắn, một chút hơn 70năm, đã trở thành một trong những nhóm năng động nhất của polyme, trưng bày đa năngthuộc tính thích hợp cho sử dụng trong thực tế tất cả các lĩnh vực ứng dụng polymer - bọt,đàn hồi, nhựa, thermorigids, chất kết dính, lớp phủ, chất bịt kín, sợi và như vậy.With a global production of 14Mt in 2006, PUs are the 6th most widely used polymer2.Additionally, they are used in some specialty applications such as biomedical surgery.PUs are obtained by the reaction of an oligomeric polyol (low molecular weightpolymer with terminal hydroxyl groups) and a diisocyanate (or polyisocyanate)(Scheme 1). All these raw materials come from petroleum but recently, chemicalindustry has paid intensive interest to the production of biobased polyols, mainlysynthesized from vegetable oils3-5.Insert Scheme 1: Polyurethane synthesis from diol and diisocyanateIndeed, most of polyols currently used for polyurethanes synthesis are polyetherpolyols (75%), resulting from the reaction between a “starter” polyol and an alkyleneoxide, both petrobased. Other polyols used for polyurethanes synthesis are polyesterspolyols (25%), obtained by step growth polycondensation between dicarboxylic acidand polyol in excess6. A first approach to increase the renewable content ofpolyurethanes consists in replacing the “starter” polyol by a biobased polyol fromsaccharides (sorbitol, sucrose) for the synthesis of partially biobased polyether polyolsPage 3 of 96URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] Reviews123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960For Peer Review Only(30% renewable carbon). However, it results in low renewable content polyurethanes(around 8%). Therefore it is more interesting to work on prepolymers that account forhigher percentage of renewable content. Polyether polyol could also be obtained bypolycondensation of propane-1,3-diol coming from glycerin. Furthermore, biobasedpolyester polyols generally result from condensation of biobased dicarboxylic acidssuch as adipic or succinic acid with biobased polyols (propane-1,3-diol).Finally, another approach to obtain biobased polyols consists in the use ofnatural oils (vegetable or animal) i.e. the most abundant and cheapest renewable organicresources7.Insert Scheme 2: Triglyceride formula with R0, R1 and R3 aliphatic chains of fattyacidsVegetable oils are coming from various plants (soybean, palm, rapeseed…) andcontain mainly triglycerides molecules where the three hydroxyl functions of glycerinare esterified with fatty acids (Scheme 2). These fatty acids could be saturated – withnon reactive aliphatic chains (stearic or palmitic acids…) or unsaturated – with aliphaticchains bearing double bonds (oleic, linoleic, linolenic, ricinoleic acids…). These naturaloils, and particularly unsaturated ones, are very interesting since various reactions couldbe performed from their different groups in order to obtain biobased polyols, enablingreactions with diisocyanates to get polyurethanes.Fundamental research has investigated vegetable oils functionalization forseveral years and several reviews were published7-19. However, none of these reviewreport so far current industrial applications of depicted methods, patented processes andsynthesized biobased polyols. Therefore general presentation of vegetable oilfunctionalization reaction is reported in part A of this review, whereas the industrialstate of the art of industrial processes and products is reported in part B.Page 4 of 96URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] Reviews123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960For Peer Review OnlyPart A: synthetic routes from vegetable oils to polyolsChemistry routes followed to functionalize vegetable oils are extremely various and arebased on several reactions. In order to summarize these routes, we reported the mainreactions discussed in this review (Table 1).Insert Table 1: Mains reactions used on vegetable oilsIn order to facilitate reading reaction schemes reported in this review,triglycerides were presented owing to formula of Scheme 3, with aliphatic chain R0corresponding to oleic acid (one double bond between carbons 9 and 10). R1 and R2chains could correspond to a fatty acid

Results (Vietnamese) 2:

Từ dầu thực vật để Polyurethane: Tuyến đường tổng hợp
để polyol và Main Sản phẩm công nghiệp
Myriam Desroches, Maxime Escouvois, R'emi Auvergne, Sylvain Caillol,
Bernard Boutevin
Để trích dẫn phiên bản này:
Myriam Desroches, Maxime Escouvois, R'emi Auvergne, Sylvain Caillol, Bernard . Boutevin
Từ dầu thực vật để Polyurethane: Tuyến đường tổng hợp để polyol và các sản phẩm công nghiệp chính.
Polymer xét, Taylor & Francis: STM, Khoa học hành vi và trong tựa đề y tế công cộng,
2012, 52 (1), pp.38. <10,1080 / 15583724.2011.640443>.
HAL Id: hal-00659006
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00659006
Đăng vào ngày 11 tháng 1 năm 2012
HAL là một tiếp cận đa ngành
lưu trữ cho các khoản tiền gửi và phổ biến khoa học
tài liệu nghiên cứu, cho dù họ được công bố
hoặc không. Các tài liệu có thể đến từ
các tổ chức giảng dạy và nghiên cứu ở Pháp hay
ở nước ngoài, hoặc từ các trung tâm nghiên cứu công cộng hay tư nhân.
L'lưu trữ ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destin'ee au d'epot et `a la de khuếch tán tài liệu
Scientifiques de niveau recherche, PUBLI 'es ou thuốc,
'emanant des'etablissements d'enseignement et de
recherche Français'etrangers ou, des LABORATOIRES
publics ou priv'es.
Đối với Peer giá Chỉ
Từ dầu thực vật để polyurethan: Những tuyến đường tổng hợp để
polyol và các sản phẩm công nghiệp chủ yếu
Journal : Polymer Nhận xét
​​Manuscript ID: LMSC-2011-0133.R1
Manuscript Type: Xem lại
ngày Đăng bởi Tác giả: n / a
Danh sách đầy đủ của các tác giả: Desroches, Myriam; ICGM
Escouvois, Maxime; ICGM
Auvergne, Remi; ICGM
CAILLOL, Sylvain; ICGM, IAM
Boutevin, Bernard; ICGM
Từ khóa: dầu thực vật, các polyol biobased, polyurethan, dầu thực vật đã epoxy hóa,
polyols thương mại URL: http://mc.manuscriptcentral.com/LMSC Email: [e-mail] Polymer Nhận xét ​​Đối với Peer giá Chỉ Từ dầu thực vật để polyurethan: tổng hợp các đường bay đến các polyol và các sản phẩm công nghiệp chủ yếu Myriam Desroches, Maxime Escouvois, Remi Auvergne, Sylvain Caillol *, Bernard Boutevin Institut Charles Gerhardt Montpellier, UMR 5253 CNRS-UM2-ENSCM-UM1, Equipe I.AM, 8 Rue de l'Ecole Normale, 34.296 Montpellier Cedex 5, France * Tác giả. Tiến sĩ Sylvain CAILLOL. Địa chỉ: ENSCM, 8 Rue de l'Ecole Normale, 34.296 Montpellier Cedex 5, Pháp - E-mail [e-mail]. Tiêu đề: Từ nghiên cứu đến các polyol biobased công nghiệp Trang 1 của 96 URL: http: // mc .manuscriptcentral.com / LMSC Email: [e-mail] Polymer Peer giá Chỉ Từ dầu thực vật để polyurethan: Những tuyến đường tổng hợp để polyol và các sản phẩm công nghiệp chủ yếu . Hầu hết các polyol biobased cho Polyurethane được tổng hợp từ các loại dầu thực vật trong một phần đầu tiên, tổng quan hiện tại đi vào chi tiết của những tổng hợp khác nhau để có được tuyến đường polyol. Thứ nhất, chức năng olefin triglycerides có thể dễ dàng được epoxy hóa, dẫn đến các nhóm epoxide phản ứng. Thứ hai, triglycerides liên kết đôi có thể trải qua một loạt các phản ứng để sản lượng polyol. Cuối cùng, nhóm cacbonyl cũng có thể được sử dụng như là một nhóm phản ứng khác nhau để mang lại polyol. Trong phần hai, việc xem xét hiện nay là dành riêng cho việc thương mại polyols biobased, và dựa trên các tài liệu bằng sáng chế; tập trung vào công nghiệp tổng hợp các tuyến đường. Từ khóa: dầu thực vật; polyols biobased; polyurethan; rau epoxy hóa dầu; polyols thương mại; oxy hóa Giới thiệu Sự không chắc chắn về giá cả và tính sẵn sàng của dầu mỏ, ngoài toàn cầu khuynh hướng chính trị và thể chế đối với các nguyên tắc phát triển bền vững, thúc đẩy ngành công nghiệp hóa chất hóa học bền vững và đặc biệt là việc sử dụng năng lượng tái tạo nguồn lực để tổng hợp các hóa chất và các sản phẩm biobased. Một sản phẩm biobased là một sản phẩm được tổng hợp từ các nguồn tái tạo (thực vật, động vật hoặc nấm), nhưng không có nghĩa là nó là một vật liệu phân hủy sinh học. Rữa là một chức năng đặc biệt tặng cho một tài liệu, biobased hay không, và tìm nguồn cung ứng biobased không gây phân hủy sinh học. Tìm nguồn cung ứng Biobased có thể được đo bằng hàm lượng tái tạo nhờ vào tiêu chuẩn D6866ASTM. Việc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo cho các hóa chất tổng hợp kết quả trong việc giảm tác động môi trường như không tái tạo được mức tiêu thụ tài nguyên và phát thải khí nhà kính. Nhưng mối nguy hiểm của hóa chất nên có thể được đưa vào tài khoản để làm giảm độc tính và sinh thái độc tính tác động của con người. Thật vậy, nó không phải là đủ để tổng hợp chính xác các chất hóa học từ tái tạo Trang 2 của 96 URL: http: //mc.manuscriptcentral. com / LMSC Email: [e-mail] Polymer Peer xét Chỉ nguồn lực, ngay cả khi họ là có hại. Hóa chất Biobased cũng có thể rất nguy hiểm. quy trình mới phải được phát triển để thay thế reactives nguy hiểm bởi vô hại, những người biobased. Trong số những phát triển mới này, chúng tôi báo cáo một số polyamit, như polyamide 11 tổng hợp từ dầu thầu dầu của Arkema Nhóm dưới tên thương hiệu Rilsan1 , nhiên liệu sinh học và các polyol. Polyol đại diện cho tăng sự phát triển công nghiệp trong các ứng dụng khác nhau và đặc biệt là ở polyurethan. Polyurethane (mủ), có một lịch sử tương đối ngắn, trong khoảng hơn 70 năm, đã trở thành một trong những nhóm năng động nhất của polyme, trưng bày đa năng thuộc tính phù hợp để sử dụng trong thực tế tất cả các lĩnh vực ứng dụng polymer - bọt . Chất đàn hồi, nhựa nhiệt dẻo, thermorigids, chất kết dính, sơn, keo, sợi, vv Với sản lượng toàn cầu của 14Mt vào năm 2006, có mủ là lần thứ 6 được sử dụng rộng rãi nhất polymer2 . Ngoài ra, chúng được sử dụng trong một số các ứng dụng đặc biệt chẳng hạn như phẫu thuật y sinh. mủ thu được bằng phản ứng của một polyol oligomeric (thấp trọng lượng phân tử polymer với các nhóm hydroxyl terminal) và một diisocyanate (hoặc Polyisocyanate) (Đề án 1). Tất cả những nguyên liệu đến từ dầu mỏ, nhưng thời gian gần đây, hóa chất ngành công nghiệp đã trả lãi, chuyên sâu để sản xuất polyol biobased, chủ yếu là tổng hợp từ oils3-5 rau . Chèn Đề án 1: tổng hợp từ Polyurethane diol và diisocyanate Thật vậy, hầu hết các polyol hiện đang sử dụng cho Polyurethane tổng hợp là polyether polyol (75%), thu được từ phản ứng giữa một "khởi động" polyol và một alkylene oxide, cả petrobased. Polyol khác được sử dụng để tổng hợp polyurethane là polyeste polyol (25%), thu được bằng cách polycondensation bước tăng trưởng giữa axit dicarboxylic và polyol trong excess6 . Một cách tiếp cận đầu tiên để làm tăng hàm lượng tái tạo của polyurethan bao gồm trong việc thay thế "starter" polyol bởi một polyol biobased từ sacarit (sorbitol, sucrose) để tổng hợp biobased phần polyol polyether Trang 3 của 96 URL: http: //mc.manuscriptcentral .com / LMSC Email: [e-mail] Polymer Peer xét Chỉ (30% carbon tái tạo). Tuy nhiên, nó kết quả trong polyurethan nội dung tái sinh thấp (khoảng 8%). Vì vậy nó là thú vị hơn để làm việc trên các tiền polyme đó chiếm tỷ lệ cao hơn của nội dung tái tạo. Polyether polyol cũng có thể thu được bằng cách polycondensation của propan-1,3-diol đến từ glycerin. Hơn nữa, biobased polyols polyester thường là kết quả của sự ngưng tụ của axit dicarboxylic biobased như adipic hoặc axit succinic với polyol biobased (propane-1,3-diol). Cuối cùng, phương pháp tiếp cận khác để lấy polyols biobased bao gồm trong việc sử dụng các loại dầu tự nhiên (thực vật hoặc động vật) tức là hữu cơ tái tạo dồi dào nhất và giá rẻ nhất resources7 . Insert Đề án 2: Công thức Triglyceride với R0, R1 và R3 chuỗi béo của béo axit loại dầu thực vật đến từ các nhà máy khác nhau (đậu tương, cọ, hạt cải dầu ...) và chứa chủ yếu là triglycerides phân tử nơi ba chức năng hydroxyl của glycerin được este hóa với axit béo (Đề án 2). Những axit béo bão hòa có thể được - với chuỗi phản ứng không béo (hoặc axit stearic palmitic ...) hoặc không no - với béo chuỗi mang liên kết đôi (oleic, linoleic, linolenic, axit ricinoleic ...). Những nguyên dầu, và đặc biệt là những người không bão hòa, rất thú vị vì những phản ứng khác nhau có thể được thực hiện từ các nhóm khác nhau của họ để có được các polyol biobased, cho phép phản ứng với diisocyanates để có được polyurethan. Nghiên cứu cơ bản đã điều tra dầu thực vật functionalization cho nhiều năm và một số đánh giá là published7-19. Tuy nhiên, không ai trong số những xét báo cáo cho đến nay hiện các ứng dụng công nghiệp của phương pháp mô tả, quy trình cấp bằng sáng chế và các polyol biobased tổng hợp. Do đó trình bày tổng quát của dầu thực vật phản ứng functionalization được báo cáo trong phần A của tổng quan này, trong khi công nghiệp nhà nước của nghệ thuật của quá trình công nghiệp và các sản phẩm được báo cáo trong phần B. Trang 4 của 96 URL: http://mc.manuscriptcentral.com / LMSC Email: [e-mail] Polymer Peer xét Chỉ Phần A: Những tuyến đường tổng hợp từ các loại dầu thực vật để polyols tuyến Hóa học tiếp để functionalize dầu thực vật rất khác nhau và được dựa trên một số phản ứng. Để tóm tắt các đường bay, chúng tôi báo cáo chính được thảo luận trong các phản ứng tổng quan này (Bảng 1). Chèn Bảng 1: Mains phản ứng được sử dụng trên các loại dầu thực vật Để tạo thuận lợi cho việc đọc các chương trình phản ứng báo cáo trong tổng này, triglycerides được trình bày do công thức của Đề án 3, với chuỗi aliphatic R0 tương ứng với axit oleic (một liên kết đôi giữa cacbon 9 và 10). R1 và R2 chuỗi có thể tương ứng với một axit béo