TOMPosite
Projekta apraksts
Projekta galvenais mērķis ir izstrādāt jaunus termoreaktīvus divkomponentu polimērsveķus ar dažādu šķērssaistīšanās blīvumu, kas būtu piemēroti kompozītmateriālu iegūšanai ar dabas izcelsmes šķiedrām, sasniedzot augstu (līdz 90%) atjaunojamo materiālu daudzumu un konkurētspējīgas īpašības.
Celulozes ražošanas blakusprodukts - taleļļas taukskābes (TOFA) – un no atjaunojamām izejvielām sintezētā Meldrumskābe tiks izmantotas divkomponentu sistēmas polimērsveķu sintēzei. Polimerizācija tiks veikta pēc Maikla nukleofīlās pievienošanās reakcijas mehānisma.
Tiks sintezēti divu veidu Maikla donori: transesterificējot TOFA poliolus par acetoacetātiem; sašķeļot Meldrumskābes atvasinājumus ar TOFA polioliem. Tiks iegūti divu veidu Maikla akceptori: akrilējot TOFA poliolus ar akriloilhlorīdu; no epoksidētas TOFA un taukskābju spirta esteriem no TOFA, atverot oksirāna gredzenu ar akrilskābi.
Tiks izstrādāti kompozīti, kas armēti ar dabas izcelsmes īsšķiedrām un audumu. Projekta shematisks plāns dots 1. attēlā.
1. attēls. Projektā paredzēto sintēžu un darba paku (WP) shēma
Projekta iesniedzējs: Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts
Projekta sadarbības partneris: Rīgas Tehniskā universitāte
Projekta īstenošanas gaita
30.06.2026.
Projekta progresa pārskats par periodu 01.01.2026. – 30.06.2026. (13 – 18M)
Tika turpināts darbs WP1, WP2, WP3, WP5 un WP6 aktivitātēs. Pabeigts WP1, sagatavoti D1.1., D1.2. un D1.3 nodevumi un sasniegts MS1 (Sintezēti prekursori Maikla donoru un akceptoru monomēru sintēzei), kā arī MS5 (Sasniegti projekta rezultātu tabulā paredzētie starpposma rādītāji).
WP1 – Maikla komponenšu prekursoru sintēze
Tikai sintezēti vairāki kilogrami taleļļas poliolu ar dažādām funkcionalitātēm. Taleļļas epoksidācijai poliolu iegūšanai izvēlēta epoksidācija ar jonapmaiņas sveķiem. Tai ir zemākas izmaksas nekā enzimātiskajai epoksidācijai un iegūto poliolu kvalitāte bija līdzvērtīga. Dažādās poliolu ķīmiskās struktūras ļauj tālāk attīstīt Maikla donorus un akceptorus ar dažādu funkcionalitāti. Tas ir nepieciešams polimēru formulāciju izstrādei ar atšķirīgu šķērssaistīšanās blīvumu un ļaus izpētīt ķīmiskās struktūras ietekmi uz iegūto polimērsveķu īpašībām (T1.1.)
Acetilmeldrumskābe tika iegūta nepieciešamajā daudzumā. Sintēzes process ir piemērots sintēzei simtgramu mērogā (T1.2.).
Acetilmeldrumskābes sintēze un iegūtais produkts.
T1.3. mērķis bija palielināt taleļļas funkcionalitāti, jo aptuveni 50% taleļļas sastāv no oleīnskābes, kas satur tikai vienu dubultsaiti, tādēļ to nevar izmantot daudzfunkcionālu Maikla komponentu sintēzei, veicot epoksidētās oleīnskābes oksirāna gredzena atvēršanu ar akrilskābi. Polimēra iegūšanai molekulā ir jābūt vismaz divām dubultsaitēm, kuras var epoksidēt. Tas tika panākts, iegūstot TOFA un taleļļas spirta esterus. To iegūšanai izstrādāts piecu soļu process. Pirmie četri soļi ir optimizēti un var tikt veikti vairāku simtu gramu mērogā. Epoksidācija ir izstrādāta tā, lai nodrošinātu pilnīgu dubultsaišu pārvēršanu, neveidojoties epoksīda noārdīšanās blakusproduktiem; šī reakcija ir optimizēta vairāku gramu mērogam.
WP2 – Maikla donoru sintēze
Visiem polioliem, kas iegūti WP1 aktivitātē, veikta Maikla donoru sintēze ar terc-butilacetoacetātu (T2.1.), kā arī poliolu un Meldrumskābes atvasinājumu reakcija Maikla donoru iegūšanai (T2.2.). Jāturpina darbs pie reakciju optimizācijas un iegūto produktu salīdzināšanas.
WP3 – Maikla akceptoru sintēze
Uzsākta Maikla akceptoru sintēze no taleļļas polioliem ar akriloilhlorīdu. Tiek meklēti piemērotākie sintēzes veidi, apstākļi, šķīdinātāji (T3.1., T3.2.).
Maikla akceptoru sintēze
WP5 – Projekta vadība
Tiek organizēts darbs visās nepieciešamajās projekta aktivitātēs mijiedarbojoties aktivitāšu vadītājiem. Nodrošināti nepieciešamie materiāli projekta norisei.
WP6 – Rezulātu izmantošana un izplatīšana
Šajā periodā apmeklētas 2 starptautiski zinātniskās konferences. Laura Vasiļevska prezentēja TOMPosite projekta rezultātus BTechPro ( konferencē uzstājoties ar mutisko prezentāciju “Advanced Composites from Bio-Based Polymer Resins and Sustainable Short-Fibers”.
Laura Vasiļevska BTechPro2026 konferencē
Aiga Ivdre piedalījās GCNPM (12th Conference on Green Chemistry & Nanotechnologies in Polymeric Materials) konferencē ar stenda referātu “Effect of Short-Fiber Fillers on Polymer Resins Synthesized via Michael 1,4-Addition”.
Ph. D. Aiga Ivdre GCNPM konferencē
Piedalījāmies Ēnu dienā 2026. Ēnu diena Latvijā ir ikgadējs karjeras izglītības pasākums, kurā skolēni pavada dienu kopā ar kādu profesionāli, vērojot viņa ikdienas darbu un iepazīstot konkrētu profesiju vai nozari.
Projekta ideja un līdzšinējie rezultāti tika prezentēti projekta vidusposma seminārā.
31.12.2025.
Projekta progresa pārskats par periodu 01.07.2025. – 31.12.2025. (7 – 12M)
Tiek turpināts darbs WP1, WP2, WP5 un WP6 aktivitātēs. Atbilstoši plānam uzsākta WP3 aktivitātes realizācija.
WP1 – Maikla komponenšu prekursoru sintēze
Papildus enzimātiskajai taleļļas epoksidācijai, veikta arī epoksidācija ar jonapmaiņas sveķiem. Oksirāna gredzeni atvērti ar butāndiolu un glicerīnu. Noteikti piemērotākie sintēzes apstākļi un raksturoti iegūtie produkti (T1.1.). Uzsākta eksperimentālā daļa ar Meldrumskābi (T1.2). Turpinās darbs pie taleļļas taukskābju esterificēšanas ar reducēšanā iegūto spirtu (T1.3.). Produktu raksturošanai noteikts epoksīda skaitlis, OH skaitlis, skābes skaitlis, viskozitāte, mitrums un ķīmiskā struktūra.
WP2 – Maikla donoru sintēze
Visiem polioliem, kas iegūti WP1 aktivitātē, veikta Maikla donoru sintēze ar terc-butilacetoacetātu (T2.1.), izvēlēti piemērotākie sintēzes apstākļi.
WP3 – Maikla akceptoru sintēze
Uzsākta Maikla akceptoru sintēze no taleļļas polioliem ar akriloilhlorīdu. Tiek meklēti piemērotākie sintēzes veidi, apstākļi, šķīdinātāji (T3.1.).
WP5 – Projekta vadība
Tiek organizēts darbs visās nepieciešamajās projekta aktivitātēs mijiedarbojoties aktivitāšu vadītājiem. Nodrošināti nepieciešamie materiāli projekta norisei. Projektā pieņemta un apmācīta jauna darbiniece – Laura Vasiļevska.
WP6 – Rezulātu izmantošana un izplatīšana
Laura Vasiļevska pārstāvēja TOMPosite projektu Zinātnieku naktī. Par to veikts ieraksts Facebook lapā.
Izvēlēts, kuras starptautiskās zinātniskās konferences apmeklēt nākamajā gadā.
30.06.2025.
Projekta progresa pārskats par periodu 01.01.2025. – 30.06.2025. (0 – 6M)
Atbilstoši plānam (skat. 2. att.) uzsāktas WP1, WP2, WP5 un WP6 aktivitātes.
2. attēls. Projekta Ganta diagramma
WP1 – Maikla komponenšu prekursoru sintēze
Veikta enzimātiska taleļļas epoksidācija un oksirāna gredzenu atvēršana ar trimetilolpropānu (TMP). (T1.1., skat. 3. att.).
Tiek veidots literatūras apskats par Meldrumskābi (T1.2., T2.2.).
Izstrādāta sintēzes metodika taleļļas taukskābju reducēšanai ar LiAlH4.
Veikti priekšmēģinājumi taleļļas taukskābju esterificēšanai ar reducēšanā iegūto spirtu (T1.3.).
3. attēls. Maikla komponenšu prekursoru (spirtu) sintēze.
WP2 – Maikla donoru sintēze
- Uzsākta Maikla donoru sintēze no iegūtajām izejvielām WP1 aktivitātē ar terc-butilacetoacetātu (T2.1.).
WP5 – Projekta vadība
Izveidots Datu pārvaldības plāns (nodevums D5.1), publicēts Zenodo platformā.
Sagatavotas tehniskās specifikācijas, izsludināti iepirkumi.
Rīkotas vairākas tikšanās ar projekta partneri (skat. 4. att.).
4. attēls. TOMPosite komanda projekta 6M sapulcē Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtā. No kreisās: Ralfs Pomilovskis, Aiga Ivdre, Miķelis Kirpļuks, Inese Mieriņa.
WP6 – Rezulātu izmantošana un izplatīšana
- Projektam izveidota atsevišķa sadaļa kki.lv mājaslapā.
- Radīts TOMPosite logo.
- Veikti vairāki popularizējoši ieraksti Facebook, Linkedin, Instagram sociālajos tīklos.
Piedalījāmies vairākos projektu popularizēšanas pasākumos – RTU Karjeras dienās, Ēnu dienā. Kā arī TOMPosite darbinieki no LV KĶI devās vizītē uz Cietvielu fizikas institūtu apspriest potenciālās iespējas TOMPosite polimērsveķu pielietojumam, kā arī kopīgu projektu iesniegšanu (5. att.).
5. attēls. TOMPosite LV KĶI komanda Cietvielu fizikas institūtā. No kreisās: Ralfs Pomilovskis, Aiga Ivdre, Miķelis Kirpļuks.
01.01.2025.
Uzsākta projekta īstenošana
