Thermal degradation kinetics of poly(propylene succinate) prepared with the use of natural origin monomers

Linear bio-based polyester polyols were prepared with the use of succinic acid and 1,3-propanediol (both with natural origin). Tetraisopropyl orthotitanate (TPT) was used as a catalyst. In order to determine the effect of various synthesis temperature conditions on the thermal degradation kinetics, nine sequences of temperature conditions were used during two-step polycondensation reaction. Thermogravimetric analysis was conducted with the use of DSC-TG/QMS method (differential scanning calorimetry-coupled with thermogravimetry and quadrupole mass spectrometry). The results indicated high thermal stability of the obtained materials. They undergo a one-step thermal decomposition with the temperature of maximum rate of weight loss at ca. 405 °C. Moreover, the thermal degradation kinetics was determined with the use of Ozawa, Flynn and Wall as well as Kissinger methods. The highest thermal degradation activation energy was equal to 196.4 kJ/mol.

Liniowe bio-poliole poliestrowe syntetyzowano z wykorzystaniem substratów pochodzenia naturalnego: kwasu bursztynowego oraz 1,3-propanodiolu. W charakterze katalizatora stosowano ortotytanian tetraizopropylu (TPT). W celu określenia wpływu temperatury syntezy na kinetykę degradacji termicznej, podczas dwuetapowej reakcji polikondensacji zastosowano różne warunki temperaturowe w dziewięciu sekwencjach. Analizę termograwimetryczną prowadzono za pomocą metody różnicowej kalorymetrii skaningowej sprzężonej z termograwimetrią i kwadrupolową spektrometrią masową(DSC-TG/QMS). Wyniki badań potwierdziły dużą stabilność termiczną materiałów oraz jednoetapowość procesu rozkładu temperaturowego z temperaturą maksymalnego rozkładu wynoszącą ok. 405 °C. Określono też kinetykę degradacji termicznej metodami Ozawy, Flynna i Walla oraz Kissingera. Największa wartość energii aktywacji degradacji termicznej wyniosła 196,4 kJ/mol.