Formulation and optimization of radiation-curable nonisocyanate polyurethane wood coatings by mixture experimental design / Forough Zareanshahraki in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 18, N° 3 (05/2021)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 18, N° 3 (05/2021) . - p. 695-715 Titre : Formulation and optimization of radiation-curable nonisocyanate polyurethane wood coatings by mixture experimental design Type de document : texte imprimé Auteurs : Forough Zareanshahraki, Auteur ; Vijay M. Mannari, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : p. 695-715 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Analyse de variance En statistique, l'analyse de la variance (terme souvent abrégé par le terme anglais ANOVA : ANalysis Of VAriance) est un ensemble de modèles statistiques utilisés pour vérifier si les moyennes des groupes proviennent d'une même population. Les groupes correspondent aux modalités d'une variable qualitative (p. ex. variable : traitement; modalités : programme d'entrainement sportif, suppléments alimentaires ; placebo) et les moyennes sont calculés à partir d'une variable continue (p. ex. gain musculaire). Ce test s'applique lorsque l'on mesure une ou plusieurs variables explicatives catégorielles (appelées alors facteurs de variabilité, leurs différentes modalités étant parfois appelées "niveaux") qui ont de l'influence sur la loi d'une variable continue à expliquer. On parle d'analyse à un facteur lorsque l'analyse porte sur un modèle décrit par un seul facteur de variabilité, d'analyse à deux facteurs ou d'analyse multifactorielle sinon. (Wikipedia) Bois -- Revêtements protecteurs Copolymère uréthane acrylate Formulation (Génie chimique) Oligomères Plan d'expérience Pyrolyse La pyrolyse est la décomposition ou thermolyse d'un composé organique par la chaleur pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas. L'opération est réalisée en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène pour éviter l'oxydation et la combustion (L’opération ne produit donc pas de flamme). Il s'agit du premier stade de transformation thermique après la déshydratation. Elle permet généralement d'obtenir un solide carboné, une huile et un gaz. Elle débute à un niveau de température relativement bas (à partir de 200 °C) et se poursuit jusqu'à 1 000 °C environ. Selon la température, la proportion des trois composés résultants est différente. Résistance aux taches Revêtements -- Analyse Revêtements -- Séchage sous rayonnement Revêtements organiques Revêtements sans isocyanates Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Radiation-curable urethane acrylates have been extensively used and successfully implemented in industrial wood coatings thanks to their capability to provide a balance of mechanical and chemical properties. However, isocyanates, one of the main building blocks in the conventional urethane acrylates, pose toxicity and health hazards both in the manufacturing and application, and therefore, are targeted for restricted use and limited occupational exposure in the impending environmental regulations. In this regard, this study presents the development of urethane acrylate oligomers using nonisocyanate approaches and their application in industrial wood coatings. Two acrylic-functional nonisocyanate polyurethane oligomers (NIPU-ACs), NIPU-AC-2 with longer urethane chains and higher flexibility and NIPU-AC-1 with shorter urethane chains, were synthesized as main building blocks of radiation-curable wood coatings. Next, a series of 20 wood coating systems were formulated using a D-optimal mixture experimental design methodology to find the optimized quaternary mixtures composed of the two synthetic NIPU-ACs, and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) and dipropylene glycol diacrylate (DPGDA) as reactive diluents. The results of the study revealed that at a constant 5 wt% of TMPTA, formulations rich in NIPU-AC-2 showed higher impact resistance, scratch resistance, and pull-off adhesion, which was attributed to the flexible structure of this oligomer. On the other hand, coatings including higher contents of NIPU-AC-1, which induces higher crosslink density (XLD) to the system, demonstrated higher Tg and pendulum hardness. Evaluation of the optimal coatings not only validated the predictability of models, but also determined that the coatings have promising stain and abrasion resistance, and good thermal stability. The results show that NIPU-ACs developed in this study have excellent potential as an alternative to conventional urethane acrylates in the development of low-VOC and sustainable industrial wood coatings. Note de contenu : - EXPERIMENTAL : Materials - Methods - Formulation and curing of the wood coatings - Evaluation of the coatings - Optimization process - RESULTS AND DISCUSSION : Characterization of NIPU-AC oligomers - Testing and evaluation of the wood coatings - Evaluation of the optimal wood coatings - Table 1 : Formulation matrix for D-Optimal mixture design of experiment - Table 2 : Criteria defined for optimal wood coatings - Table 3 : Physical characteristics of the NIPU-AC oligomers - Table 4 : General properties and Tg of the developed wood coatings - Table 5 : Composition of the optimal coatings using the defined criteria - Table 6 : General properties of the optimal coatings - Table 7 : Stain resistance of optimal wood coatings as per ASTM D2571 and ASTM D3023 - Table 8 : Thermal degradation characteristics of optimal coatings from TGA - Table 9 : ANOVA analysis of solvent resistance of the wood coating compositions - Table 10 : ANOVA analysis of Tg of the wood coating compositions - Table 11 : ANOVA analysis of pendulum hardness of the wood coating compositions - Table 12 : ANOVA analysis of scratch resistance of the wood coating compositions - Table 13 : ANOVA analysis of impact resistance of the wood coating compositions - Table 14 : ANOVA analysis of pull-off adhesion strength of the wood coating compositions DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-020-00453-x En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-020-00453-x.pdf Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=35923 [article]

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'Green' UV LED gel nail polishes from bio-based materials / Forough Zareanshahraki in INTERNATIONAL JOURNAL OF COSMETIC SCIENCE, Vol. 40, N° 6 (12/2018)

[article]  inINTERNATIONAL JOURNAL OF COSMETIC SCIENCE > Vol. 40, N° 6 (12/2018) . - p. 557-564 Titre : 'Green' UV LED gel nail polishes from bio-based materials Type de document : texte imprimé Auteurs : Forough Zareanshahraki, Auteur ; Vijay M. Mannari, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 557-564 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Biomatériaux Composés organiques -- Synthèse Couleur Formulation (Génie chimique) Gels -- Emploi en cosmétologie Ongles -- Soins et hygiènes Vernis à ongles Index. décimale : 668.5 Parfums et cosmétiques Résumé : OBJECTIF: Les vernis à ongles en gel représentent une catégorie avancée de vernis à ongles capables de durcir sous un rayonnement ultraviolet (UV) et, par conséquent, ils démontrent des propriétés améliorées et une plus grande durabilité par rapport aux vernis à ongles conventionnels. La plupart des vernis à ongles en gel proposés aujourd'hui dépendent des ressources pétrochimiques non renouvelable. Les matières issues des biotechnologies sont par contre d'excellentes ressources renouvelables, ayant un potentiel élevé en matière de performances, de coûts et des besoins environnementaux du produit final. En outre, les matières issues des biotechnologies peuvent être modifiées pour pouvoir être durcies par des diodes électroluminescentes (Light Emitting Diode, LED) qui consomment peu d'énergie et sont plus sûre quant à l'exposition humaine que les lampes UV au mercure classiques. La préférence des consommateurs pour l'utilisation des produits fabriqués à partir de matières issues des biotechnologies a clairement augmenté. D'autre part, selon la feuille de route technologique du département de l'énergie des Etats-Unis (U.S. Department of Energy, DOE), un nombre important de constituants chimiques élémentaires devraient être dérivé de matériaux renouvelables à base de plantes dans un proche avenir. Toutefois, à notre connaissance, les bioproduits pour les ongles n'ont pas été suffisamment étudiés. Par conséquent, pour rester en phase avec les réglementations environnementales et les préférence des consommateurs, il existe une opportunité non exploitée de développer de nouveaux vernis à ongles en gel durables ayant un important contenu biorenouvelable. Dans cette étude, deux prototypes de vernis à ongles en gel durcissable par UV-LED durables - un prototype à zéro émission de composés organiques volatils (COV) et à hautes teneur en solides ainsi qu'un autre prototype d'origine hydrique, tous deux avec un important contenu biorenouvelable - ont été conçus. METHODES: Les deux formules ont été durcies sous des sources de rayonnement UV-mercure et UV-LED afin d'évaluer leur efficacité de durcissement sous une source UV-LED. En outre, leur performance a été comparée à une référence commerciale à base de pétrole. Résultats: La formule à haute teneur de solides a démontré une performance prometteuse supérieure à celle de la référence en matière d'opacité, de propriétés chimiques, de brillance et de dureté pendulaire, tandis que la formule à base d'eau répondait à la plupart des exigences souhaitables avec quelques bénéfices techniques significatifs, notamment une faible odeur et une teneur plus élevée en matières premières renouvelables. CONCLUSION: Ces nouveaux vernis à ongles en gel constituent une alternative plus écologique aux produits actuels sur le marché avec une forte probabilité d'être acceptés par le consommateur. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Materials - Synthesis of aqueous polyurethane dispersion for WB gel nail polish - Radiation curing - Testing and evaluation - RESULTS AND DISCUSSION : Formulation design - Cure study and performance properties DOI : 10.1111/ics.12497 Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=31594 [article]

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