गैर-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेनहरूमा अनुसन्धान प्रगति
१९३७ मा यसको परिचय भएदेखि, पोलियुरेथेन (PU) सामग्रीहरूले यातायात, निर्माण, पेट्रोकेमिकल्स, कपडा, मेकानिकल र इलेक्ट्रिकल इन्जिनियरिङ, एयरोस्पेस, स्वास्थ्य सेवा र कृषि सहित विभिन्न क्षेत्रहरूमा व्यापक प्रयोगहरू फेला पारेका छन्। यी सामग्रीहरू फोम प्लास्टिक, फाइबर, इलास्टोमर, वाटरप्रूफिंग एजेन्ट, सिंथेटिक छाला, कोटिंग्स, टाँस्ने, पेभिङ सामग्री र चिकित्सा आपूर्ति जस्ता रूपहरूमा प्रयोग गरिन्छ। परम्परागत PU मुख्यतया दुई वा बढी आइसोसाइनेटहरूबाट म्याक्रोमोलेकुलर पोलियोल र सानो आणविक चेन एक्सटेन्डरहरूबाट संश्लेषित गरिन्छ। यद्यपि, आइसोसाइनेटहरूको अन्तर्निहित विषाक्तताले मानव स्वास्थ्य र वातावरणमा महत्त्वपूर्ण जोखिमहरू निम्त्याउँछ; यसबाहेक तिनीहरू सामान्यतया फोसजीन - एक अत्यधिक विषाक्त अग्रदूत - र सम्बन्धित एमाइन कच्चा पदार्थबाट व्युत्पन्न हुन्छन्।
समकालीन रासायनिक उद्योगको हरियो र दिगो विकास अभ्यासहरूको खोजीलाई ध्यानमा राख्दै, अनुसन्धानकर्ताहरू गैर-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेन (NIPU) को लागि नयाँ संश्लेषण मार्गहरू अन्वेषण गर्दै वातावरणमैत्री स्रोतहरूसँग आइसोसाइनेटहरू प्रतिस्थापन गर्नमा बढ्दो रूपमा केन्द्रित छन्। यस पत्रले विभिन्न प्रकारका NIPU हरूमा प्रगतिहरूको समीक्षा गर्दै र थप अनुसन्धानको लागि सन्दर्भ प्रदान गर्न तिनीहरूको भविष्यका सम्भावनाहरू छलफल गर्दै NIPU को लागि तयारी मार्गहरू परिचय गराउँछ।
१ गैर-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेनहरूको संश्लेषण
एलिफेटिक डायमाइनहरूसँग मिलाएर मोनोसाइक्लिक कार्बोनेटहरू प्रयोग गरेर कम आणविक तौल कार्बामेट यौगिकहरूको पहिलो संश्लेषण १९५० को दशकमा विदेशमा भएको थियो - गैर-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेन संश्लेषणको दिशामा एक महत्त्वपूर्ण क्षण चिन्ह लगाउँदै। हाल NIPU उत्पादन गर्न दुई प्राथमिक विधिहरू छन्: पहिलोमा बाइनरी चक्रीय कार्बोनेट र बाइनरी एमाइनहरू बीच चरणबद्ध थप प्रतिक्रियाहरू समावेश छन्; दोस्रोमा कार्बामेटहरू भित्र संरचनात्मक आदानप्रदानलाई सहज बनाउने डायोलहरूसँगै डाइयुरेथेन मध्यवर्तीहरू समावेश गर्ने पोलिकन्डेन्सेशन प्रतिक्रियाहरू समावेश छन्। डायमरबक्साइलेट मध्यवर्तीहरू चक्रीय कार्बोनेट वा डाइमिथाइल कार्बोनेट (DMC) मार्गहरू मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ; मौलिक रूपमा सबै विधिहरूले कार्बामेट कार्यक्षमताहरू उत्पादन गर्ने कार्बोनिक एसिड समूहहरू मार्फत प्रतिक्रिया गर्छन्।
निम्न खण्डहरूले आइसोसाइनेट प्रयोग नगरी पोलियुरेथेन संश्लेषण गर्ने तीन फरक दृष्टिकोणहरूको बारेमा विस्तृत रूपमा वर्णन गर्दछ।
१.१ बाइनरी चक्रीय कार्बोनेट मार्ग
चित्र १ मा देखाइए अनुसार बाइनरी चक्रीय कार्बोनेटलाई बाइनरी एमाइनसँग जोडेर चरणबद्ध रूपमा थप गरेर NIPU संश्लेषित गर्न सकिन्छ।
यसको मुख्य शृङ्खला संरचनासँगै दोहोरिने एकाइहरू भित्र धेरै हाइड्रोक्सिल समूहहरू उपस्थित हुने भएकाले यो विधिले सामान्यतया पोलीβ-हाइड्रोक्सिल पोलियुरेथेन (PHU) भनिने कुरा उत्पादन गर्छ। लेइट्च एट अल. ले पोलिइथर PU हरू तयार गर्न प्रयोग गरिने परम्परागत विधिहरूसँग तुलना गर्दै बाइनरी एमाइनहरू र बाइनरी चक्रीय कार्बोनेटहरूबाट व्युत्पन्न साना अणुहरूसँगै चक्रीय कार्बोनेट-टर्मिनेटेड पोलिइथरहरू प्रयोग गर्ने पोलिइथर PHU हरूको श्रृंखला विकास गरे। तिनीहरूको निष्कर्षले संकेत गर्यो कि PHU हरू भित्र हाइड्रोक्सिल समूहहरूले सजिलैसँग नरम/कडा खण्डहरू भित्र अवस्थित नाइट्रोजन/अक्सिजन परमाणुहरूसँग हाइड्रोजन बन्धन बनाउँछन्; नरम खण्डहरू बीचको भिन्नताले हाइड्रोजन बन्धन व्यवहार साथै माइक्रोफेज पृथकीकरण डिग्रीलाई पनि प्रभाव पार्छ जसले पछि समग्र प्रदर्शन विशेषताहरूलाई असर गर्छ।
सामान्यतया १०० डिग्री सेल्सियसभन्दा कम तापक्रममा सञ्चालन हुने यो मार्गले प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरूमा कुनै पनि उप-उत्पादनहरू उत्पन्न गर्दैन जसले गर्दा यसले आर्द्रताप्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील बनाउँछ जबकि स्थिर उत्पादनहरू उत्पादन गर्दछ जुन अस्थिरताको चिन्ता बिना हुन्छ तर डाइमेथाइल सल्फोक्साइड (DMSO), N,N-डाइमिथाइलफर्मामाइड (DMF), आदि जस्ता बलियो ध्रुवता द्वारा विशेषता भएका जैविक विलायकहरू आवश्यक पर्दछ। थप रूपमा, एक दिनदेखि पाँच दिनसम्मको अवधिमा विस्तारित प्रतिक्रिया समय प्रायः कम आणविक तौल उत्पादन गर्दछ जुन प्रायः ३०kg/mol वरिपरि थ्रेसहोल्ड भन्दा कम हुन्छ, ठूलो मात्रामा उत्पादन चुनौतीपूर्ण हुन्छ। यसमा सम्बन्धित उच्च लागतहरू दुवै जोडिएका छन्। अपर्याप्त शक्ति परिणामस्वरूप PHU हरू द्वारा प्रदर्शन गरिएको छ, आशाजनक अनुप्रयोगहरूको बावजुद, ड्याम्पिङ सामग्री डोमेनहरू आकार मेमोरी निर्माणहरू, टाँस्ने सूत्रहरू, कोटिंग समाधानहरू, फोमहरू, आदि।
१.२ मोनोसाइलिक कार्बोनेट मार्ग
मोनोसाइलिक कार्बोनेटले डायमिनसँग प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया गर्छ जसले गर्दा हाइड्रोक्सिल अन्त्य-समूहहरू भएको डायकार्बामेट उत्पन्न हुन्छ जुन त्यसपछि डायोलहरूसँगै विशेष ट्रान्सेस्टेरिफिकेशन/पोलिकन्डेन्सेसन अन्तरक्रियाहरूबाट गुज्रन्छ र अन्ततः चित्र २ मार्फत दृश्यात्मक रूपमा चित्रण गरिएको संरचनात्मक रूपमा समान परम्परागत समकक्षहरू NIPU उत्पन्न गर्दछ।
सामान्यतया प्रयोग हुने मोनोसाइलिक भेरियन्टहरूमा इथिलीन र प्रोपाइलिन कार्बोनेटेड सब्सट्रेटहरू समावेश छन् जहाँ बेइजिङ युनिभर्सिटी अफ केमिकल टेक्नोलोजीका झाओ जिंगबोको टोलीले विभिन्न डायमाइनहरू प्रयोग गर्यो जसले गर्दा सुरुमा विभिन्न संरचनात्मक डाइकर्बामेट मध्यस्थकर्ताहरू प्राप्त गर्दै पोलिटेट्राहाइड्रोफुरेनेडियोल/पोलिथर-डायोलहरू प्रयोग गरेर संक्षेपण चरणहरूमा अगाडि बढ्यो जसले गर्दा सम्बन्धित उत्पादन लाइनहरू सफल रूपमा गठन भए। प्रभावशाली थर्मल/मेकानिकल गुणहरू माथितिर पुग्ने र दायरा वरिपरि घुम्ने, लगभग १२५ ~ १६१°C तन्य शक्तिहरू, २४MPa लम्बाइ दरहरू १४७६% नजिक पुग्दै। वाङ एट अल।, त्यस्तै गरी लिभरेज्ड संयोजनहरू जसमा क्रमशः हेक्सामेथिलेनेडायमाइन/साइक्लोकार्बोनेटेड पूर्ववर्तीहरू सहित DMC जोडी गरिएको छ जसले पछि हाइड्रोक्सी-टर्मिनेटेड डेरिभेटिभहरू संश्लेषण गर्दछ, अक्सालिक/सेबेसिक/एसिडहरू जस्ता जैविक-आधारित डायबेसिक एसिडहरूलाई अधीनमा राख्छ। एडिपिक-एसिड-टेरेफ्थालिक्सले अन्तिम आउटपुटहरू प्राप्त गर्दछ जसले १३k~२८k g/mol तन्य शक्तिहरू उतारचढाव ९~१७ MPa लम्बाइहरू ३५%~२३५% फरक पार्छ।
साइक्लोकार्बोनिक एस्टरहरूले सामान्य परिस्थितिहरूमा उत्प्रेरकहरूको आवश्यकता बिना प्रभावकारी रूपमा संलग्न हुन्छन्, लगभग ८०° देखि १२०° सेल्सियस तापक्रम कायम राख्छन्, त्यसपछिको ट्रान्सेस्टेरिफिकेशनले सामान्यतया अर्गानोटिन-आधारित उत्प्रेरक प्रणालीहरू प्रयोग गर्दछ जसले २००° भन्दा बढी नहुने इष्टतम प्रशोधन सुनिश्चित गर्दछ। डायोलिक इनपुटहरूलाई लक्षित गर्ने केवल संक्षेपण प्रयासहरू बाहेक, स्व-पोलिमराइजेशन/डिग्लाइकोलिसिस घटनाले इच्छित परिणामहरू उत्पादन गर्न सहज बनाउँछ, जसले गर्दा मुख्यतया मेथानोल/सानो-अणु-डायोलिक अवशेषहरू उत्पादन गर्ने स्वाभाविक रूपमा पर्यावरण-मैत्री विधि प्रस्तुत गर्दछ जसले गर्दा अगाडि बढ्ने व्यवहार्य औद्योगिक विकल्पहरू प्रस्तुत गर्दछ।
१.३डाइमिथाइल कार्बोनेट मार्ग
DMC ले मिथाइल/मेथोक्सी/कार्बोनिल कन्फिगरेसनहरू सहित धेरै सक्रिय कार्यात्मक भागहरू समावेश गर्ने पारिस्थितिक रूपमा स्वस्थ/गैर-विषाक्त विकल्प प्रतिनिधित्व गर्दछ जसले प्रतिक्रियाशीलता प्रोफाइलहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा सक्षम बनाउँछ जसले प्रारम्भिक संलग्नताहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा सक्षम बनाउँछ जहाँ DMC ले डायमाइनहरूसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गर्दछ जसले साना मिथाइल-कार्बमेट समाप्त मध्यस्थकर्ताहरू बनाउँछ र त्यसपछि पग्लने-सङ्केतन कार्यहरू समावेश गर्दछ जसले थप सानो-चेन-एक्सटेन्डर-डायोलिक्स/ठूलो-पोलियोल घटकहरू समावेश गर्दछ जसले चित्र ३ मार्फत तदनुसार दृश्यावलोकन गरिएको अन्तिम उदयको नेतृत्व गर्दछ।
दीपा एट अलले माथि उल्लिखित गतिशीलतालाई पूँजीकृत गर्दै सोडियम मेथोक्साइड उत्प्रेरकको प्रयोग गर्दै विभिन्न मध्यवर्ती संरचनाहरूलाई क्रमबद्ध गर्दै पछि लक्षित विस्तारहरू संलग्न गर्दै श्रृंखला बराबरको कडा-खण्ड रचनाहरूलाई परिणत गर्दै आणविक तौलहरू (३ ~२०)x१०^३g/मोल गिलास संक्रमण तापमान फैलिएको (-३० ~१२०°C) प्राप्त गर्दै। पान डोङडोङले DMC हेक्सामेथिलिन-डायमिनोपोलिकार्बोनेट-पोलिअल्कोहलहरू समावेश गर्ने रणनीतिक जोडीहरू चयन गरे जसले उल्लेखनीय परिणामहरू प्राप्त गर्दै १०-१५MPa लम्बाइ अनुपात १०००%-१४००% नजिक पुग्दै तन्य-शक्ति मेट्रिक्स दोलन गर्दछ। विभिन्न चेन-विस्तार प्रभावहरू वरपरका अनुसन्धानात्मक खोजहरूले ब्युटेनेडियोल/हेक्सानेडियोल चयनहरूलाई अनुकूल रूपमा पङ्क्तिबद्ध गर्ने प्राथमिकताहरू प्रकट गरे जब आणविक-संख्या समानताले समानता कायम राख्यो र चेनहरूमा अवलोकन गरिएको क्रमबद्ध क्रिस्टलिनिटी वृद्धिलाई बढावा दियो। साराजिनको समूहले हेक्साहाइड्रोक्सियामाइनसँगै लिग्निन/डीएमसीलाई एकीकृत गर्ने कम्पोजिटहरू तयार गर्यो जसले २३०℃ मा प्रशोधन पछि सन्तोषजनक मेकानिकल विशेषताहरू प्रदर्शन गर्यो। डायजोमोनोमर संलग्नताको लाभ उठाउँदै गैर-आइसोसाइट-पोलियुरियाहरू प्राप्त गर्ने उद्देश्यले थप अन्वेषणहरूले लागत-प्रभावकारिता/फराकिलो सोर्सिङ मार्गहरू हाइलाइट गर्दै भिनिल-कार्बोनेसियस समकक्षहरू भन्दा तुलनात्मक फाइदाहरू उदाउँदै सम्भावित पेन्ट अनुप्रयोगहरूको अपेक्षा गरिएको थियो। बल्क-संश्लेषित विधिहरूको बारेमा उचित परिश्रमले सामान्यतया उच्च-तापमान/भ्याकुम वातावरण आवश्यक पर्दछ जसले गर्दा विलायक आवश्यकताहरूलाई अस्वीकार गर्दछ जसले गर्दा फोहोर प्रवाहहरू कम गर्न मुख्यतया सीमित हुन्छन्, केवल मेथानोल/सानो-अणु-डायोलिक फोहोरहरू समग्रमा हरियो संश्लेषण प्रतिमानहरू स्थापना गर्छन्।
२ गैर-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेनका विभिन्न नरम खण्डहरू
२.१ पोलिथर पोलियुरेथेन
नरम खण्ड दोहोरिने एकाइहरूमा इथर बन्डहरूको कम समन्वय ऊर्जा, सजिलो घुमाउने, उत्कृष्ट कम तापक्रम लचिलोपन र हाइड्रोलिसिस प्रतिरोधको कारणले पोलिथर पोलियुरेथेन (PEU) व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
केबिर एट अलले कच्चा पदार्थको रूपमा DMC, पोलिथिलीन ग्लाइकोल र ब्युटेनेडियोलसँग पोलिथर पोलियुरेथेन संश्लेषित गरे, तर आणविक तौल कम थियो (७ ५०० ~ १४ ८०० ग्राम/मोल), Tg ० ℃ भन्दा कम थियो, र पग्लने बिन्दु पनि कम थियो (३८ ~ ४८ ℃), र शक्ति र अन्य सूचकहरू प्रयोगको आवश्यकताहरू पूरा गर्न गाह्रो थियो। झाओ जिंगबोको अनुसन्धान समूहले PEU संश्लेषण गर्न इथिलीन कार्बोनेट, १, ६-हेक्सानेडियामाइन र पोलिथिलीन ग्लाइकोल प्रयोग गर्यो, जसको आणविक तौल ३१ ००० ग्राम/मोल, तन्य शक्ति ५ ~ २४MPa, र ०.९% ~ १ ३८८% को ब्रेकमा लम्बाइ हुन्छ। सुगन्धित पोलियुरेथेनहरूको संश्लेषित श्रृंखलाको आणविक भार १७,३०० ~ २१,००० ग्राम/मोल, Tg -१९ ~ १०℃, पग्लने बिन्दु १०२ ~ ११०℃, तन्य शक्ति १२ ~ ३८MPa, र २००% स्थिर लम्बाइको लोचदार रिकभरी दर ६९% ~ ८९% छ।
झेङ लिउचुन र ली चुनचेङको अनुसन्धान समूहले डाइमिथाइल कार्बोनेट र १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायमिन सहितको मध्यवर्ती १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायमिन (BHC) र विभिन्न साना अणुहरू सिधा चेन डायोल र पोलिटेट्राहाइड्रोफुरेनेडायलहरू (Mn=२०००) सहितको पोलिकन्डेन्सेसन तयार पारेको थियो। गैर-आइसोसाइनेट मार्ग भएका पोलिथर पोलिथरेन्स (NIPEU) को एक श्रृंखला तयार पारिएको थियो, र प्रतिक्रियाको क्रममा मध्यवर्तीहरूको क्रसलिङ्किङ समस्या समाधान गरिएको थियो। NIPEU द्वारा तयार पारिएको परम्परागत पोलिथर पोलिथरेन (HDIPU) र १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायसिनेटको संरचना र गुणहरूको तुलना तालिका १ मा देखाइए अनुसार गरिएको थियो।
| नमूना | कडा खण्ड द्रव्यमान अंश/% | आणविक तौल/(g)·मोल^(-1)) | आणविक भार वितरण सूचकांक | तन्य शक्ति/MPa | ब्रेकमा लम्बाइ/% |
| NIPEU30 को बारेमा | 30 | ७४००० | १.९ | १२.५ | १२५० |
| NIPEU40 को लागि सोधपुछ पेश गर्नुहोस् | 40 | ६६००० | २.२ | ८.० | ५५० |
| HDIPU30 का थप वस्तुहरू | 30 | ४६००० | १.९ | ३१.३ | १४४० |
| HDIPU40 को बारेमा | 40 | ५४००० | २.० | २५.८ | १३६० |
तालिका १
तालिका १ मा भएका नतिजाहरूले देखाउँछन् कि NIPEU र HDIPU बीचको संरचनात्मक भिन्नता मुख्यतया कडा खण्डको कारणले हो। NIPEU को साइड प्रतिक्रियाबाट उत्पन्न हुने युरिया समूह अनियमित रूपमा कडा खण्डको आणविक श्रृंखलामा एम्बेड गरिएको छ, जसले कडा खण्डलाई तोडेर क्रमबद्ध हाइड्रोजन बन्धन बनाउँछ, जसले गर्दा कडा खण्डको आणविक श्रृंखलाहरू बीच कमजोर हाइड्रोजन बन्धन र कडा खण्डको कम क्रिस्टलिनिटी हुन्छ, जसले गर्दा NIPEU को कम चरण विभाजन हुन्छ। फलस्वरूप, यसको यान्त्रिक गुणहरू HDIPU भन्दा धेरै खराब छन्।
२.२ पलिएस्टर पोलियुरेथेन
नरम खण्डहरूको रूपमा पलिएस्टर डायोलहरू सहितको पलिएस्टर पोलियुरेथेन (PETU) मा राम्रो बायोडिग्रेडेबिलिटी, बायोकम्प्याटिबिलिटी र मेकानिकल गुणहरू छन्, र टिस्यु इन्जिनियरिङ स्क्याफोल्डहरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, जुन ठूलो प्रयोग सम्भावना भएको बायोमेडिकल सामग्री हो। नरम खण्डहरूमा सामान्यतया प्रयोग हुने पलिएस्टर डायोलहरू पोलिब्यूटिलीन एडिपेट डायोल, पोलिग्लाइकोल एडिपेट डायोल र पोलिक्याप्रोल्याक्टोन डायोल हुन्।
पहिले, रोकिकी एट अलले फरक NIPU प्राप्त गर्न इथिलीन कार्बोनेटलाई डायमाइन र फरक डायोलहरू (१, ६-हेक्सानेडियोल, १, १०-एन-डोडेकानोल) सँग प्रतिक्रिया गरे, तर संश्लेषित NIPU मा कम आणविक तौल र कम Tg थियो। फरहाडियन एट अलले कच्चा पदार्थको रूपमा सूर्यमुखी बीउको तेल प्रयोग गरेर पोलिसाइक्लिक कार्बोनेट तयार गरे, त्यसपछि जैव-आधारित पोलिमाइनहरूसँग मिसाएर प्लेटमा लेपित गरे, र थर्मोसेटिंग पलिएस्टर पोलियुरेथेन फिल्म प्राप्त गर्न २४ घण्टाको लागि ९० ℃ मा निको पारे, जसले राम्रो थर्मल स्थिरता देखायो। साउथ चाइना युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीका झाङ लिकुनको अनुसन्धान समूहले डायमाइन र चक्रीय कार्बोनेटहरूको श्रृंखला संश्लेषित गरे, र त्यसपछि जैव-आधारित डायबासिक एसिडसँग गाढा पारे बायोबेस्ड पोलियुरेथेन प्राप्त गर्न। चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेजको निङ्बो इन्स्टिच्युट अफ मटेरियल्स रिसर्चमा झु जिनको अनुसन्धान समूहले हेक्साडियामाइन र भिनाइल कार्बोनेट प्रयोग गरेर डायमिनोडियोल हार्ड सेगमेन्ट तयार गर्यो, र त्यसपछि जैव-आधारित असंतृप्त डायबासिक एसिडसँग पोलिकन्डेन्सेसनले पोलिएस्टर पोलियुरेथेनको श्रृंखला प्राप्त गर्यो, जुन पराबैंगनी उपचार पछि रंगको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ [23]। झेङ लिउचुन र ली चुनचेङको अनुसन्धान समूहले एडिपिक एसिड र चार एलिफेटिक डायलहरू (ब्यूटेनडियोल, हेक्साडियोल, अक्टानेडियोल र डेकेनेडियोल) प्रयोग गरेर सम्बन्धित पोलिएस्टर डायलहरूलाई नरम खण्डको रूपमा तयार गर्यो; एलिफेटिक डायलहरूको कार्बन परमाणुहरूको संख्याबाट नामकरण गरिएको गैर-आइसोसाइनेट पोलिएस्टर पोलियुरेथेन (PETU) को समूह, BHC र डायलहरू द्वारा तयार गरिएको हाइड्रोक्सी-सील गरिएको हार्ड सेगमेन्ट प्रीपोलिमरसँग पोलिसकन्डेन्सेसन पगालेर प्राप्त गरिएको थियो। PETU को यान्त्रिक गुणहरू तालिका २ मा देखाइएको छ।
| नमूना | तन्य शक्ति/MPa | इलास्टिक मोड्युलस/एमपीए | ब्रेकमा लम्बाइ/% |
| PETU4 का थप वस्तुहरू | ६.९±१.० | 36±8 | ६७३±35 |
| PETU6 ले तपाईंलाई | १०.१±१.० | 55±4 | ५६८±32 |
| PETU8 ले तपाईंलाई | ९.०±०.८ | 47±4 | ५५१±25 |
| PETU10 का थप वस्तुहरू | ८.८±०.१ | 52±5 | १३७±23 |
तालिका २
नतिजाहरूले देखाउँछन् कि PETU4 को नरम खण्डमा उच्चतम कार्बोनिल घनत्व, कडा खण्डसँग सबैभन्दा बलियो हाइड्रोजन बन्धन, र सबैभन्दा कम चरण विभाजन डिग्री छ। नरम र कडा खण्ड दुवैको क्रिस्टलाइजेशन सीमित छ, कम पग्लने बिन्दु र तन्य शक्ति देखाउँदै, तर ब्रेकमा उच्चतम लम्बाइ देखाउँछ।
२.३ पोलिकार्बोनेट पोलियुरेथेन
पोलिकार्बोनेट पोलियुरेथेन (PCU), विशेष गरी एलिफेटिक PCU, उत्कृष्ट हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, अक्सिडेशन प्रतिरोध, राम्रो जैविक स्थिरता र जैविक अनुकूलता छ, र बायोमेडिसिनको क्षेत्रमा राम्रो प्रयोग सम्भावनाहरू छन्। हाल, धेरैजसो तयार पारिएको NIPU ले पोलिइथर पोलियोल र पोलिएस्टर पोलियोललाई नरम खण्डको रूपमा प्रयोग गर्दछ, र पोलिकार्बोनेट पोलियुरेथेनमा थोरै अनुसन्धान रिपोर्टहरू छन्।
साउथ चाइना युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीको तियान हेङ्शुईको अनुसन्धान समूहले तयार पारेको गैर-आइसोसाइनेट पोली कार्बोनेट पोलियुरेथेनको आणविक भार ५०,००० ग्राम/मोल भन्दा बढी छ। पोलिमरको आणविक भारमा प्रतिक्रिया अवस्थाको प्रभावको अध्ययन गरिएको छ, तर यसको यान्त्रिक गुणहरू रिपोर्ट गरिएको छैन। झेङ लिउचुन र ली चुनचेङको अनुसन्धान समूहले DMC, हेक्सानेडियामाइन, हेक्साडियोल र पोली कार्बोनेट डायोलहरू प्रयोग गरेर PCU तयार पारे र कडा खण्ड दोहोरिने एकाइको द्रव्यमान अंश अनुसार PCU नामकरण गरे। यान्त्रिक गुणहरू तालिका ३ मा देखाइएको छ।
| नमूना | तन्य शक्ति/MPa | इलास्टिक मोड्युलस/एमपीए | ब्रेकमा लम्बाइ/% |
| PCU18 का थप वस्तुहरू | 17±१ | 36±8 | ६६५±24 |
| PCU33 का थप वस्तुहरू | 19±१ | १०७±9 | ६५६±33 |
| PCU46 को लागि सोधपुछ गर्नुहोस् | 21±१ | १५०±16 | ४०७±23 |
| PCU57 को लागि सोधपुछ गर्नुहोस् | 22±2 | २१०±17 | २६२±27 |
| PCU67 का थप वस्तुहरू | 27±2 | ४००±13 | 63±5 |
| PCU82 को लागि सोधपुछ गर्नुहोस् | 29±१ | ५१८±34 | 26±5 |
तालिका ३
नतिजाहरूले देखाउँछन् कि PCU मा उच्च आणविक तौल छ, 6×104 ~ 9×104g/mol सम्म, पग्लने बिन्दु 137 ℃ सम्म, र तन्य शक्ति 29 MPa सम्म छ। यस प्रकारको PCU लाई कठोर प्लास्टिकको रूपमा वा इलास्टोमरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसको बायोमेडिकल क्षेत्रमा राम्रो अनुप्रयोग सम्भावना छ (जस्तै मानव टिस्यु इन्जिनियरिङ स्क्याफोल्ड वा कार्डियोभास्कुलर इम्प्लान्ट सामग्री)।
२.४ हाइब्रिड नन-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेन
हाइब्रिड नन-आइसोसाइनेट पोलियुरेथेन (हाइब्रिड NIPU) भनेको इपोक्सी रेजिन, एक्रिलेट, सिलिका वा सिलोक्सेन समूहहरूलाई पोलियुरेथेन आणविक ढाँचामा प्रवेश गराउनु हो जसले गर्दा एक अन्तरप्रवेश नेटवर्क बनाइन्छ, पोलियुरेथेनको कार्यसम्पादन सुधार हुन्छ वा पोलियुरेथेनलाई फरक कार्यहरू प्रदान गरिन्छ।
फेंग युएलान एट अलले पेन्टामोनिक चक्रीय कार्बोनेट (CSBO) संश्लेषण गर्न जैव-आधारित इपोक्सी सोयाबीन तेललाई CO2 सँग प्रतिक्रिया दिए, र CSBO द्वारा बनाइएको NIPU लाई एमाइनसँग ठोस बनाउन थप कठोर चेन खण्डहरू सहित बिस्फेनोल A डाइग्लिसाइडिल ईथर (इपोक्सी रेजिन E51) प्रस्तुत गरे। आणविक चेनमा ओलिक एसिड/लिनोलिक एसिडको लामो लचिलो चेन खण्ड हुन्छ। यसमा थप कठोर चेन खण्डहरू पनि हुन्छन्, जसले गर्दा यसमा उच्च मेकानिकल शक्ति र उच्च कठोरता हुन्छ। केही अनुसन्धानकर्ताहरूले डाइथिलिन ग्लाइकोल बाइसाइक्लिक कार्बोनेट र डायमिनको दर-खोल्ने प्रतिक्रिया मार्फत फ्युरान एन्ड समूहहरूसँग तीन प्रकारका NIPU प्रीपोलिमरहरू पनि संश्लेषित गरे, र त्यसपछि आत्म-उपचार प्रकार्यको साथ नरम पोलियुरेथेन तयार गर्न असंतृप्त पलिएस्टरसँग प्रतिक्रिया गरे, र नरम NIPU को उच्च आत्म-उपचार दक्षता सफलतापूर्वक महसुस गरे। हाइब्रिड NIPU मा सामान्य NIPU को विशेषताहरू मात्र छैनन्, तर राम्रो आसंजन, एसिड र क्षार जंग प्रतिरोध, विलायक प्रतिरोध र मेकानिकल शक्ति पनि हुन सक्छ।
३ आउटलुक
NIPU विषाक्त आइसोसाइनेटको प्रयोग बिना नै तयार पारिएको हो, र हाल फोम, कोटिंग, टाँस्ने, इलास्टोमर र अन्य उत्पादनहरूको रूपमा अध्ययन भइरहेको छ, र यसको प्रयोगको विस्तृत दायरा छ। यद्यपि, तिनीहरूमध्ये धेरैजसो अझै पनि प्रयोगशाला अनुसन्धानमा सीमित छन्, र ठूलो मात्रामा उत्पादन छैन। थप रूपमा, मानिसहरूको जीवनस्तरमा सुधार र मागको निरन्तर वृद्धिसँगै, एकल प्रकार्य वा धेरै प्रकार्यहरू भएको NIPU जीवाणुरोधी, आत्म-मर्मत, आकार मेमोरी, ज्वाला retardant, उच्च ताप प्रतिरोध र यस्तै अन्य जस्ता महत्त्वपूर्ण अनुसन्धान दिशा बनेको छ। त्यसकारण, भविष्यको अनुसन्धानले औद्योगिकीकरणका प्रमुख समस्याहरू कसरी तोड्ने र कार्यात्मक NIPU तयार गर्ने दिशा अन्वेषण गर्न जारी राख्नु पर्छ।
पोस्ट समय: अगस्ट-२९-२०२४