Nuovi metodi per la sintesi di poliuretani senza isocianati: transuretanizzazione e poli-idrossiuretani

Uno dei problemi principali nella sintesi di poliuretani riguarda l'uso di isocianati, infatti, questi ultimi sono tossici e la reazione di fosgenazione, coinvolta nella loro sintesi, è un importante fattore di preoccupazione a causa del coinvolgimento del letale gas fosgene. In questo contesto, i poliuretani senza isocianato (NIPU) sono considerati i migliori in quanto ecologici e non tossici: in questa tesi verrà evidenziata l'importanza dei NIPU rispetto ai PU convenzionali. Il primo capitolo sarà dedicato ai recenti progressi riguardo il processo di transuretanizzazione tra un bis-carbammato e un diolo, analizzando in particolare la sintesi di carbammati senza fosgene e isocianato, le loro polimerizzazioni con alcoli e i polimeri bio-based ottenuti da questa via. In seguito, verrà discussa la poliaddizione di carbonati ciclici e ammine. Questa reazione sembra essere la via migliore per la sintesi dei NIPU in quanto si evita l'uso di isocianato e fosgene e, inoltre, i carbonati ciclici non sono tossici e non sono sensibili all'umidità come gli isocianati, che portano a prodotti secondari quali urea e CO2, perciò, il loro stoccaggio non richiede particolari cautele. Il polimero risultante è chiamato poli-idrossiuretano (PHU) per la presenza di gruppi idrossilici sia primari che secondari sulla catena principale e presenta proprietà migliori in termini di porosità, assorbimento dell'acqua e resistenza termica e chimica rispetto ai poliuretani convenzionali. Tuttavia, questa reazione presenta due svantaggi: la bassa reattività dell'amminolisi dei carbonati ciclici e le basse masse molari dei PHU sintetizzati. A questo scopo verrà effettuata un’analisi specifica delle condizioni di reazione applicabili, dei catalizzatori utilizzati, degli effetti del solvente e dell’influenza che la struttura e i sostituenti del carbonato ciclico hanno sul prodotto. Infine, saranno presentate alcune tra le possibili vie di sintesi per poli-idrossiuretani bio-based e alcune delle possibili applicazioni.