Preparation of Polyurethane FoamsfromCastor Oil Bio-sourcedPolyols

Abstract

This study demonstrates the viability of utilizing castor oil as a renewable, bio-sourcedalternativetosynthetic polyol (polypropylene glycol - PPG) in the production of polyurethane foams (PUFs). Threedistinct foam formulations were developed and analyzed to control the open-to-closed cell ratio: apuresynthetic foam (PU1 - 100% PPG), a hybrid blend (PU2 - Castor Oil + PPG), and a purebio-basedfoam (PU3 - 100% Castor Oil). The structural, physical, and morphological properties werecompre-hensively evaluated using Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and ScanningElectronMicroscopy coupled with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX). The characterizationresults revealed that the hybrid blend (PU2) exhibited the highest density and the lowest water absorption, making it highly suitable for rigid insulation applications. Conversely, the pure syntheticfoam(PU1) exhibited a highly porous network with the highest water absorption (913%), renderingit idealfor filtration and absorption systems. Ultimately, these outcomes confirmthat castor oil representsan effective sustainable precursor for tailoring the performance of eco-friendly polyurethanefoamstailored for specific industrial needs.

Cette étude démontre la viabilité de l’utilisation de l’huile de ricin comme alternativebiosourcéeet renouvelable au polyol synthétique (polypropylène glycol - PPG) pour la productiondemoussesde polyuréthane (PUFs). Trois formulations distinctes ont été élaborées afin de contrôler précisémentle rapport entre cellules ouvertes et fermées : une mousse purement synthétique (PU1 - 100%PPG),un mélange hybride (PU2 - Huile de ricin + PPG), et une mousse purement biosourcée (PU3-100%Huile de ricin). Les caractérisations physico-chimiques, morphologiques et mécaniques ont étéme-nées par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et par microscopie électroniqueàbalayage (MEB-EDX). Les résultats indiquent que le mélange hybride (PU2) présente ladensitélaplus élevée et l’absorption d’eau la plus faible, ce qui le rend idéal pour les applications d’isolationrigide. À l’inverse, la mousse synthétique (PU1) se distingue par un réseau hautement poreuxavecuneabsorption d’eau maximale (913%), propice aux systèmes de filtration et d’absorption. Enconclusion,ces travaux confirment le potentiel de l’huile de ricin en tant que précurseur durable pour laconceptionde mousses polyuréthanes écologiques aux propriétés ajustables selon les exigences industrielles