Improving coating performance with biobased epoxy resins derived from distilled tall oil / Wumin Yu in COATINGS TECH, Vol. 18, N° 10 (10/2021)  

[article]  inCOATINGS TECH > Vol. 18, N° 10 (10/2021) . - p. 44-50 Titre : Improving coating performance with biobased epoxy resins derived from distilled tall oil Type de document : texte imprimé Auteurs : Wumin Yu, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : p. 44-50 Langues : Américain (ame) Catégories : Biopolymères Caractérisation Colophane La colophane est le résidu solide obtenu après distillation de la térébenthine, oléorésine (appelée aussi gemme), substance récoltée à partir des arbres résineux et en particulier les pins (le genre Pinus) par une opération que l'on appelle le gemmage. La colophane est solide et cassante à température ambiante. Sa couleur va du jaune très clair au quasi noir en fonction essentiellement de la conduite de la distillation, la couleur ou grade est défini par une échelle de lettre allant de D pour le plus foncé à X pour le plus clair. La colophane ne fond pas mais se ramollit avec la chaleur, son point de ramollissement se situant autour de 70 °C. Cette résine a les propriétés de coller et d'imperméabiliser. Elle fait partie des liants utilisés dans les antifoulings. La colophane est composée à 90% d’un mélange d’acides organiques de la famille des diterpènes appelés acides résiniques, qui répondent à la formule brute C20H30O2. Ces acides résiniques sont des isomères. La proportion des différents acides résiniques dans la colophane est variable suivant l’espèce de pin à partir de laquelle la colophane a été obtenue. Certains acides ne sont présents que chez certaines espèces (et leur sont donc caractéristiques). La colophane (ou « rosine ») a de nombreux usages. On la trouve notamment dans les peintures antifouling où elle se substitue au tributylétain interdit. C'est un irritant et un allergisant pour la peau et les voies respiratoires, sous forme pure ou par ses produits de dégradation. Epoxydes Formulation (Génie chimique) Linoléique, Acide L'acide linoléique (C18H32O2) est un acide gras polyinsaturé oméga-6. Sa formule semi-développée est : CH3 ? (CH2)4 ? CH = CH ? CH2 ? CH = CH ? (CH2)7 ? COOH. Il est constitué d'une molécule de 18 atomes de carbone et 2 doubles liaisons, dont le composé est liquide et incolore. On distingue plusieurs stéréoisomères de l'acide octadécadiénoïque, mais seul l'acide 9-cis, 12-cis octadécadiénoïque correspond à l'acide linoléique. Sa désignation biochimique est 18:2(n-6), l'énumération des doubles liaisons se faisant en sens inverse de la nomenclature chimique. Sa température de fusion est de -9 °C. Fonctions : L'acide linoléique est un acide gras essentiel polyinsaturé qui intervient dans la fabrication de la membrane cellulaire. Oléique, Acide L'acide oléique vient du latin oleum et veut dire huile. C'est le plus abondant des acides gras monoinsaturés à chaîne longue dans notre organisme. Sa formule chimique brute est C18H34O2 (ou CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH). Son nom IUPAC est acide cis-9-octadécénoïque, et son nom court de lipide est 18:1 cis-9. La forme saturée de cet acide est l'acide stéarique. On le symbolise par les nombres 18:1 pour indiquer qu'il possède 18 atomes de carbone et une liaison éthylénique. Pour indiquer la position de la double liaison, on préfère indiquer le nombre de carbones entre le dernier carbone (n° 18) et le carbone où commence la double liaison (n° 9), d'où 18 - 9, qu'on écrit n - 9, en désignant par n le nombre de carbones de la chaîne. L'acide oléique est donc un acide gras insaturé, plus précisément monoinsaturé. La double liaison agit sur la forme de la molécule et des triglycérides qu’elle forme avec le glycérol. Comme la molécule ne peut pas pivoter autour de C = C, la chaîne est beaucoup moins flexible que l’acide stéarique et ne peut pas former de boule. Les molécules des esters de cet acide sont beaucoup moins compactes que la tristéarine: ces sont des huiles. À la température de notre corps c'est un liquide (huile), qui ne se solidifie qu'à 13,4 °C. Résistance au chocs Résistance chimique Revêtements -- Propriétés mécaniques Revêtements bi-composant Revêtements organiques Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Biobased materials are increasingly important in the coatings industry as more companies align their sustainability goals to reduce environmental footprints and develop more eco-friendly products to meet customer needs. However, widespread adoption of biobased materials in coating applications can be challenging due to the lack of available biobased materials that are both cost-effective and performance competitive. To solve these challenges, we developed a series of cost-competitive biobased epoxy resins using distilled tall oil (DTO) as the feedstock. DTO, a bio-refinery product derived from crude tall oil, is a byproduct of the pinewood pulping process and is 100% biobased. DTO is a mixture of tall oil fatty acids (TOFA)—mainly oleic acid and linoleic acid—and tall oil rosin acids (rosin)—mainly abietic acid and its isomers. Figure 1 shows the molecular structures of the main components in DTO. The properties of these novel DTO-based epoxy resins can be tuned by changing the ratio of TOFA to rosin in DTO. The three DTO-based epoxy resins listed in Table 1 are amber color liquids at room temperature, have a biocontent range of 40% to 50% and an epoxy equivalent weight (EEW) ranging from 500 to 700 g/eq. They are designed for use in applications such as coatings, composites and adhesives, and performance enhancement(s) can be achieved with proper formulation. This article will demonstrate how these novel DTO-based epoxy resins can help improve miscibility and compatibility, water resistance, adhesion, flexibility, impact resistance, and chemical resistance in 2K epoxy coatings. Note de contenu : - EXPERIMENTAL SECTION : Coating model formulations - Characterization - RESULTS AND DISCUSSION : Ability of DTO epoxy to enhance miscibility and compatibility in 2K epoxy coatings - Curing behavior comparison of model coating formulations - Effect of DTO epoxy on glass transition temperature and hardness of cured samples - Ability of DTO epoxy to improve tensile propertiees i 2K epoxy coatings - Ability epoxy to enhance water resistance in 2K epoxy coatings - Ability of DTO epoxy to improve coating adhesion to different substrates in 2K epoxy coatings - Ability of DTO epoxy to improve coating flexibility and impact resistance in 2K epoxy coatings - Ability of DTO epoxy in enhancing chemical resistance in 2K epoxy coatings - Figure : Molecular structures of oleic acid, linoleic acid, and abietic acid (the dominant species in DTO) - Table 1 : Basic properties of DTO-based epoxy resins - Table 2 : Model formulations - Table 3 : Gel-time, exothermic peak, and tack-free time - Table 4 : Tensile properties of cured samples - Table 5 : Impact-resistance test results - Table 6 : Chemical-resistance results by 24-hours spot tests En ligne : https://drive.google.com/file/d/1cSyHvgQSjZ2HpZmsk6cslYNwsvcFttM5/view?usp=share [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=36459 [article]

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