నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలియురేథేన్లపై పరిశోధన పురోగతి
1937లో ప్రవేశపెట్టినప్పటి నుండి, పాలియురేథేన్ (PU) పదార్థాలు రవాణా, నిర్మాణం, పెట్రోకెమికల్స్, వస్త్ర పరిశ్రమ, మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్, ఏరోస్పేస్, ఆరోగ్య సంరక్షణ మరియు వ్యవసాయం వంటి వివిధ రంగాలలో విస్తృతమైన అనువర్తనాలను కనుగొన్నాయి. ఈ పదార్థాలను ఫోమ్ ప్లాస్టిక్లు, ఫైబర్లు, ఎలాస్టోమర్లు, వాటర్ప్రూఫింగ్ ఏజెంట్లు, సింథటిక్ లెదర్, కోటింగ్లు, అడెసివ్లు, పేవింగ్ మెటీరియల్స్ మరియు వైద్య సామాగ్రి వంటి రూపాల్లో ఉపయోగిస్తారు. సాంప్రదాయ PU ప్రధానంగా రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఐసోసయనేట్లతో పాటు మాక్రోమాలిక్యులర్ పాలియోల్స్ మరియు చిన్న మాలిక్యులర్ చైన్ ఎక్స్టెండర్ల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. అయితే, ఐసోసయనేట్ల సహజ విషపూరిత స్వభావం మానవ ఆరోగ్యానికి మరియు పర్యావరణానికి గణనీయమైన ప్రమాదాలను కలిగిస్తుంది; అంతేకాకుండా, అవి సాధారణంగా అత్యంత విషపూరితమైన పూర్వగామి అయిన ఫాస్జీన్ మరియు సంబంధిత అమైన్ ముడి పదార్థాల నుండి తీసుకోబడతాయి.
సమకాలీన రసాయన పరిశ్రమ పర్యావరణ అనుకూల మరియు సుస్థిర అభివృద్ధి పద్ధతులను అనుసరిస్తున్న నేపథ్యంలో, పరిశోధకులు ఐసోసయనేట్లకు బదులుగా పర్యావరణ అనుకూల వనరులను ఉపయోగించడంపై, అలాగే నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలియురేథేన్ల (NIPU) కోసం నూతన సంశ్లేషణ మార్గాలను అన్వేషించడంపై ఎక్కువగా దృష్టి సారిస్తున్నారు. ఈ పత్రం, తదుపరి పరిశోధనలకు ఒక సూచనను అందించేందుకు, వివిధ రకాల NIPUలలోని పురోగతులను సమీక్షిస్తూ మరియు వాటి భవిష్యత్ అవకాశాలను చర్చిస్తూ, NIPUల తయారీ మార్గాలను పరిచయం చేస్తుంది.
1 ఐసోసయనేట్ కాని పాలియురేథేన్ల సంశ్లేషణ
మోనోసైక్లిక్ కార్బోనేట్లను అలిఫాటిక్ డైఅమైన్లతో కలిపి ఉపయోగించి, తక్కువ అణుభారం గల కార్బమేట్ సమ్మేళనాల మొదటి సంశ్లేషణ 1950లలో విదేశాలలో జరిగింది—ఇది నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలియురేథేన్ సంశ్లేషణ దిశగా ఒక కీలకమైన మలుపును సూచించింది. ప్రస్తుతం NIPUను ఉత్పత్తి చేయడానికి రెండు ప్రాథమిక పద్ధతులు ఉన్నాయి: మొదటిది బైనరీ సైక్లిక్ కార్బోనేట్లు మరియు బైనరీ అమైన్ల మధ్య దశలవారీ సంకలన చర్యలను కలిగి ఉంటుంది; రెండవది, కార్బమేట్లలో నిర్మాణ మార్పిడులను సులభతరం చేసే డైయోల్స్తో పాటు డైయురేథేన్ ఇంటర్మీడియట్లను కలిగి ఉన్న పాలీకండెన్సేషన్ చర్యలను కలిగి ఉంటుంది. డైమార్బాక్సిలేట్ ఇంటర్మీడియట్లను సైక్లిక్ కార్బోనేట్ లేదా డైమిథైల్ కార్బోనేట్ (DMC) మార్గాల ద్వారా పొందవచ్చు; ప్రాథమికంగా అన్ని పద్ధతులు కార్బోనిక్ ఆమ్ల సమూహాల ద్వారా చర్య జరిపి కార్బమేట్ ఫంక్షనాలిటీలను ఇస్తాయి.
ఐసోసయనేట్ను ఉపయోగించకుండా పాలియురేథేన్ను సంశ్లేషణ చేయడానికి మూడు విభిన్న విధానాలను ఈ క్రింది విభాగాలు వివరిస్తాయి.
1.1 బైనరీ సైక్లిక్ కార్బోనేట్ మార్గం
పటం 1లో చూపిన విధంగా బైనరీ సైక్లిక్ కార్బోనేట్ను బైనరీ అమైన్తో జతచేసే దశలవారీ సంకలనాల ద్వారా NIPUను సంశ్లేషణ చేయవచ్చు.
దాని ప్రధాన శృంఖల నిర్మాణం వెంబడి పునరావృతమయ్యే యూనిట్లలో బహుళ హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు ఉండటం వలన, ఈ పద్ధతి సాధారణంగా పాలిβ-హైడ్రాక్సిల్ పాలియురేథేన్ (PHU) అని పిలువబడే దానిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. లీట్ష్ మరియు అతని సహచరులు, పాలిఈథర్ PUలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే సాంప్రదాయ పద్ధతులతో పోలుస్తూ, బైనరీ అమైన్లు మరియు బైనరీ సైక్లిక్ కార్బోనేట్ల నుండి ఉద్భవించిన చిన్న అణువులతో పాటు సైక్లిక్ కార్బోనేట్-టెర్మినేటెడ్ పాలిఈథర్లను ఉపయోగించి పాలిఈథర్ PHUల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేశారు. వారి పరిశోధనల ప్రకారం, PHUలలోని హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు సాఫ్ట్/హార్డ్ సెగ్మెంట్లలో ఉన్న నైట్రోజన్/ఆక్సిజన్ అణువులతో సులభంగా హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి; సాఫ్ట్ సెగ్మెంట్ల మధ్య వైవిధ్యాలు హైడ్రోజన్ బంధ ప్రవర్తనను, అలాగే మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్ డిగ్రీలను ప్రభావితం చేస్తాయి, ఇవి తదనంతరం మొత్తం పనితీరు లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తాయి.
సాధారణంగా 100 °C మించని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించబడే ఈ పద్ధతి, చర్య ప్రక్రియల సమయంలో ఎటువంటి ఉప-ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయదు. అందువల్ల ఇది తేమ పట్ల సాపేక్షంగా సున్నితత్వం లేకుండా, అస్థిరత సమస్యలు లేని స్థిరమైన ఉత్పత్తులను అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, దీనికి డైమిథైల్ సల్ఫాక్సైడ్ (DMSO), N,N-డైమిథైల్ఫార్మామైడ్ (DMF) వంటి బలమైన ధ్రువణత కలిగిన సేంద్రీయ ద్రావకాలు అవసరమవుతాయి. అదనంగా, ఒక రోజు నుండి ఐదు రోజుల వరకు ఉండే సుదీర్ఘ చర్య సమయాలు తరచుగా తక్కువ అణు భారాలను ఇస్తాయి, ఇవి తరచుగా 30k g/mol పరిమితుల కంటే తక్కువగా ఉంటాయి. దీనివల్ల, అధిక ఖర్చులు మరియు ఫలితంగా వచ్చే PHUలు ప్రదర్శించే తగినంత బలం లేకపోవడం కారణంగా భారీస్థాయి ఉత్పత్తి సవాలుగా మారుతుంది. అయినప్పటికీ, ఇవి డ్యాంపింగ్ మెటీరియల్ డొమైన్లు, షేప్ మెమరీ కన్స్ట్రక్ట్లు, అంటుకునే ఫార్ములేషన్లు, కోటింగ్ సొల్యూషన్లు, ఫోమ్లు మొదలైన వాటిలో ఆశాజనకమైన అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి.
1.2 మోనోసైక్లిక్ కార్బోనేట్ మార్గం
మోనోసైక్లిక్ కార్బోనేట్ డైఅమైన్తో నేరుగా చర్య జరిపి హైడ్రాక్సిల్ ఎండ్-గ్రూపులను కలిగిన డైకార్బమేట్ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది తరువాత డైయోల్స్తో పాటు ప్రత్యేకమైన ట్రాన్స్ఎస్టరిఫికేషన్/పాలీకండెన్సేషన్ చర్యలకు లోనై, అంతిమంగా చిత్రం 2 ద్వారా దృశ్యమానంగా చూపబడిన సాంప్రదాయ ప్రతిరూపాలను నిర్మాణాత్మకంగా పోలిన NIPUను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
సాధారణంగా ఉపయోగించే మోనోసైక్లిక్ వేరియంట్లలో ఇథిలీన్ & ప్రొపిలీన్ కార్బొనేటెడ్ సబ్స్ట్రేట్లు ఉంటాయి. వీటిలో, బీజింగ్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కెమికల్ టెక్నాలజీలోని జావో జింగ్బో బృందం, వివిధ రకాల డైఅమైన్లను ఉపయోగించి, వాటిని ఆ సైక్లికల్ ఎంటిటీలతో చర్య జరిపి, ప్రారంభంలో విభిన్న నిర్మాణాత్మక డైకార్బమేట్ ఇంటర్మీడియట్లను పొందింది. ఆ తర్వాత పాలిటెట్రాహైడ్రోఫ్యూరేన్డైయోల్/పాలిఈథర్-డైయోల్స్ను ఉపయోగించి కండెన్సేషన్ దశలకు వెళ్ళింది. దీని ఫలితంగా, ఆకట్టుకునే ఉష్ణ/యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రదర్శించే సంబంధిత ఉత్పత్తి శ్రేణులు విజయవంతంగా ఏర్పడ్డాయి. వీటి ద్రవీభవన స్థానాలు సుమారుగా 125~161°C పరిధిలో, తన్యత బలాలు 24MPa గరిష్ట స్థాయికి, సాగుదల రేట్లు 1476%కి చేరుకున్నాయి. వాంగ్ మరియు ఇతరులు, అదేవిధంగా, DMC ని వరుసగా హెక్సామిథైలెన్డైఅమైన్/సైక్లోకార్బోనేటెడ్ పూర్వగాములతో జతచేసి హైడ్రాక్సీ-టెర్మినేటెడ్ ఉత్పన్నాలను సంశ్లేషణ చేసి, తరువాత వాటిని ఆక్సాలిక్/సెబేసిక్/అడిపిక్-ఆమ్లం-టెరెఫ్తాలిక్స్ వంటి జీవ ఆధారిత డైబేసిక్ ఆమ్లాలకు గురిచేసి, 13k~28k g/mol పరిధిలో తన్యత బలాలు మరియు 9~17 MPa మధ్య హెచ్చుతగ్గులు గల 35%~235% వరకు సాగే గుణాలను ప్రదర్శించే తుది ఉత్పత్తులను సాధించారు.
సాధారణ పరిస్థితులలో, సుమారుగా 80° నుండి 120°C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో, ఉత్ప్రేరకాలు అవసరం లేకుండానే సైక్లోకార్బోనిక్ ఎస్టర్లు సమర్థవంతంగా చర్య జరుపుతాయి. తదుపరి ట్రాన్స్ఎస్టరిఫికేషన్ ప్రక్రియలలో సాధారణంగా ఆర్గానోటిన్ ఆధారిత ఉత్ప్రేరక వ్యవస్థలను ఉపయోగిస్తారు, ఇవి 200° మించకుండా సరైన ప్రాసెసింగ్ను నిర్ధారిస్తాయి. కేవలం సంక్షేపణ ప్రయత్నాలకు అతీతంగా, స్వీయ-పాలిమరైజేషన్/డీగ్లైకోలిసిస్ దృగ్విషయాలను లక్ష్యంగా చేసుకుని కావలసిన ఫలితాలను సాధించడం ఈ పద్ధతిని పర్యావరణ అనుకూలమైనదిగా చేస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా మెథనాల్/చిన్న-అణువుల-డయోలిక్ అవశేషాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తద్వారా భవిష్యత్తులో ఆచరణీయమైన పారిశ్రామిక ప్రత్యామ్నాయాలను అందిస్తుంది.
1.3 డైమిథైల్ కార్బోనేట్ మార్గం
DMC అనేది పర్యావరణ అనుకూలమైన/విషరహితమైన ప్రత్యామ్నాయం. ఇది మిథైల్/మెథాక్సీ/కార్బోనిల్ కాన్ఫిగరేషన్లతో సహా అనేక క్రియాశీల క్రియాత్మక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి రియాక్టివిటీ ప్రొఫైల్లను గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తాయి. దీనివల్ల, DMC నేరుగా డయామైన్లతో చర్య జరిపి చిన్న మిథైల్-కార్బమేట్ టర్మినేటెడ్ ఇంటర్మీడియరీలను ఏర్పరుస్తుంది. ఆ తర్వాత, అదనపు చిన్న-చైన్-ఎక్స్టెండర్-డయోలిక్స్/పెద్ద-పాలియోల్ భాగాలను కలుపుకొని మెల్ట్-కండెన్సింగ్ చర్యలు జరిగి, చివరికి ఆశించిన పాలిమర్ నిర్మాణాలు ఏర్పడతాయి, వీటిని Figure3లో తదనుగుణంగా దృశ్యమానం చేయబడింది.
దీపా మరియు ఇతరులు, సోడియం మెథాక్సైడ్ ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించి, పైన పేర్కొన్న డైనమిక్స్ను సద్వినియోగం చేసుకున్నారు. ఇది విభిన్న మధ్యంతర నిర్మాణాలను సమన్వయం చేసి, తదనంతరం లక్షిత విస్తరణలను చేపట్టింది. ఫలితంగా, సుమారుగా (3 ~20)x10^3 గ్రా/మోల్ అణు భారాలు మరియు (-30 ~120°C) పరిధిలో గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రతలను సాధించే శ్రేణికి సమానమైన హార్డ్-సెగ్మెంట్ కూర్పులను రూపొందించారు. పాన్ డాంగ్డాంగ్, DMC హెక్సామిథిలీన్-డయామినోపాలి కార్బోనేట్-పాలి ఆల్కహాల్లతో కూడిన వ్యూహాత్మక జతలను ఎంచుకున్నారు. ఇది 10-15MPa వరకు తన్యత-బలం కొలమానాలు మరియు 1000%-1400% వరకు సాగే నిష్పత్తులను ప్రదర్శిస్తూ, చెప్పుకోదగిన ఫలితాలను సాధించింది. విభిన్న గొలుసు-విస్తరణ ప్రభావాలకు సంబంధించిన పరిశోధనలు, పరమాణు సంఖ్య సమానత్వం గొలుసుల అంతటా క్రమబద్ధమైన స్ఫటికాకార మెరుగుదలలను ప్రోత్సహించినప్పుడు, బ్యూటానెడియోల్/హెక్సానెడియోల్ ఎంపికలను అనుకూలంగా సమలేఖనం చేసే ప్రాధాన్యతలను వెల్లడించాయి. సరజిన్ బృందం, 230℃ వద్ద పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్ తర్వాత సంతృప్తికరమైన యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తూ, హెక్సాహైడ్రాక్సీఅమైన్తో పాటు లిగ్నిన్/DMCని ఏకీకృతం చేసే మిశ్రమాలను తయారు చేసింది. డయాజోమోనోమర్ నిమగ్నతను ఉపయోగించి నాన్-ఐసోసైనెట్-పాలియూరియాలను పొందే లక్ష్యంతో చేసిన అదనపు అన్వేషణలు, వినైల్-కార్బొనేషియస్ ప్రతిరూపాలపై తులనాత్మక ప్రయోజనాలను అందిస్తూ, సంభావ్య పెయింట్ అనువర్తనాలను అంచనా వేశాయి, ఇవి తక్కువ ఖర్చు/విస్తృత సోర్సింగ్ మార్గాలను హైలైట్ చేశాయి. బల్క్-సింథసైజ్డ్ పద్ధతులకు సంబంధించిన తగిన శ్రద్ధ సాధారణంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత/వాక్యూమ్ వాతావరణాలను తప్పనిసరి చేస్తుంది, ఇది ద్రావణి అవసరాలను తొలగిస్తుంది, తద్వారా వ్యర్థ ప్రవాహాలను తగ్గిస్తుంది, ఇవి ప్రధానంగా మెథనాల్/చిన్న-అణువు-డయోలిక్ వ్యర్థాలకు మాత్రమే పరిమితమై, మొత్తంగా పర్యావరణ అనుకూల సంశ్లేషణ నమూనాలను స్థాపిస్తాయి.
ఐసోసయనేట్ కాని పాలియురేథేన్ యొక్క 2 విభిన్న మృదువైన విభాగాలు
2.1 పాలీథర్ పాలీయురేథేన్
పాలీఈథర్ పాలియురేథేన్ (PEU) దాని మృదువైన విభాగ పునరావృత యూనిట్లలోని ఈథర్ బంధాల తక్కువ సంసంజన శక్తి, సులభమైన భ్రమణం, అద్భుతమైన తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వశ్యత మరియు జలవిశ్లేషణ నిరోధకత కారణంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
కెబిర్ మరియు అతని సహచరులు DMC, పాలిఇథిలీన్ గ్లైకాల్ మరియు బ్యూటేన్డయోల్లను ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించి పాలిఈథర్ పాలియురేథేన్ను సంశ్లేషించారు, కానీ దాని అణుభారం తక్కువగా (7,500 ~ 14,800 గ్రా/మోల్), Tg 0℃ కంటే తక్కువగా, మరియు ద్రవీభవన స్థానం కూడా తక్కువగా (38 ~ 48℃) ఉండటంతో, దాని బలం మరియు ఇతర సూచికలు వినియోగ అవసరాలను తీర్చడం కష్టంగా మారింది. ఝావో జింగ్బో పరిశోధన బృందం ఇథిలీన్ కార్బోనేట్, 1,6-హెక్సేన్డయామైన్ మరియు పాలిఇథిలీన్ గ్లైకాల్లను ఉపయోగించి PEUను సంశ్లేషించింది, దీని అణుభారం 31,000 గ్రా/మోల్, తన్యత బలం 5 ~ 24MPa, మరియు విచ్ఛేదన వద్ద సాగుదల 0.9% ~ 1,388%గా ఉంది. సంశ్లేషణ చేయబడిన ఆరోమాటిక్ పాలియురేథేన్ల శ్రేణి యొక్క అణుభారం 17,300 ~ 21,000 గ్రా/మోల్, Tg -19 ~ 10℃, ద్రవీభవన స్థానం 102 ~ 110℃, తన్యత బలం 12 ~ 38MPa, మరియు 200% స్థిరమైన సాగుదల వద్ద స్థితిస్థాపక పునరుద్ధరణ రేటు 69% ~ 89%గా ఉంటుంది.
జెంగ్ లియుచున్ మరియు లి చున్చెంగ్ పరిశోధన బృందం, డైమిథైల్ కార్బోనేట్ మరియు 1,6-హెక్సామిథైలీన్ డైఅమైన్తో ఇంటర్మీడియట్ 1,6-హెక్సామిథైలీన్ డైఅమైన్ (BHC)ను తయారుచేసి, వివిధ చిన్న అణువులైన సరళ శృంఖల డైయోల్స్ మరియు పాలిటెట్రాహైడ్రోఫ్యూరాన్డైయోల్స్ (Mn=2000)తో పాలిసంఘననం చేశారు. ఐసోసయనేట్-రహిత మార్గం ద్వారా పాలిఈథర్ పాలియురేథేన్ల (NIPEU) శ్రేణిని తయారుచేసి, చర్య సమయంలో ఇంటర్మీడియట్ల క్రాస్లింకింగ్ సమస్యను పరిష్కరించారు. NIPEU మరియు 1,6-హెక్సామిథైలీన్ డైఐసోసయనేట్ ద్వారా తయారుచేయబడిన సాంప్రదాయ పాలిఈథర్ పాలియురేథేన్ (HDIPU) యొక్క నిర్మాణం మరియు ధర్మాలను పట్టిక 1లో చూపిన విధంగా పోల్చారు.
| నమూనా | కఠినమైన భాగం ద్రవ్యరాశి భిన్నం/% | అణుభారం/(గ్రాములు)·మోల్^(-1)) | అణుభార పంపిణీ సూచిక | తన్యత బలం/MPa | విచ్ఛేదనం వద్ద సాగడం/% |
| NIPEU30 | 30 | 74000 | 1.9 | 12.5 | 1250 |
| NIPEU40 | 40 | 66000 | 2.2 | 8.0 | 550 |
| HDIPU30 | 30 | 46000 | 1.9 | 31.3 | 1440 |
| HDIPU40 | 40 | 54000 | 2.0 | 25.8 | 1360 |
పట్టిక 1
పట్టిక 1లోని ఫలితాలు NIPEU మరియు HDIPU మధ్య నిర్మాణపరమైన తేడాలు ప్రధానంగా హార్డ్ సెగ్మెంట్ కారణంగా ఉన్నాయని చూపిస్తున్నాయి. NIPEU యొక్క సైడ్ రియాక్షన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన యూరియా గ్రూప్, హార్డ్ సెగ్మెంట్ మాలిక్యులర్ చైన్లో యాదృచ్ఛికంగా ఇమిడిపోయి, హార్డ్ సెగ్మెంట్ను విచ్ఛిన్నం చేసి క్రమబద్ధమైన హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. దీని ఫలితంగా, హార్డ్ సెగ్మెంట్ యొక్క మాలిక్యులర్ చైన్ల మధ్య బలహీనమైన హైడ్రోజన్ బంధాలు మరియు హార్డ్ సెగ్మెంట్ యొక్క తక్కువ క్రిస్టాలినిటీ ఏర్పడతాయి, తద్వారా NIPEUలో ఫేజ్ సెపరేషన్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, దీని యాంత్రిక లక్షణాలు HDIPU కంటే చాలా అధ్వాన్నంగా ఉంటాయి.
2.2 పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్
మృదువైన భాగాలుగా పాలిస్టర్ డయోల్స్తో కూడిన పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ (PETU) మంచి జీవవిచ్ఛిన్నత, జీవ అనుకూలత మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. దీనిని టిష్యూ ఇంజనీరింగ్ స్కాఫోల్డ్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఇది గొప్ప అనువర్తన అవకాశాలున్న ఒక బయోమెడికల్ పదార్థం. మృదువైన భాగాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించే పాలిస్టర్ డయోల్స్లో పాలిబ్యూటిలీన్ అడిపేట్ డయోల్, పాలిగ్లైకాల్ అడిపేట్ డయోల్ మరియు పాలీకాప్రోలాక్టోన్ డయోల్ ఉన్నాయి.
గతంలో, రోకికి మరియు ఇతరులు వివిధ NIPUలను పొందడానికి ఇథిలీన్ కార్బోనేట్ను డైఅమైన్ మరియు వివిధ డైయోల్స్ (1, 6-హెక్సేన్డైయోల్, 1, 10-n-డోడెకనాల్)తో చర్య జరిపారు, కానీ సంశ్లేషణ చేయబడిన NIPU తక్కువ అణుభారం మరియు తక్కువ Tgని కలిగి ఉంది. ఫర్హాడియన్ మరియు ఇతరులు పొద్దుతిరుగుడు విత్తన నూనెను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి పాలీసైక్లిక్ కార్బోనేట్ను తయారుచేసి, దానిని బయో-ఆధారిత పాలీఅమైన్లతో కలిపి, ఒక ప్లేట్పై పూత పూసి, 90 ℃ వద్ద 24 గంటల పాటు క్యూర్ చేసి థర్మోసెట్టింగ్ పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ ఫిల్మ్ను పొందారు, ఇది మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని ప్రదర్శించింది. సౌత్ చైనా యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన జాంగ్ లికున్ పరిశోధన బృందం అనేక డైఅమైన్లు మరియు సైక్లిక్ కార్బోనేట్లను సంశ్లేషణ చేసి, ఆపై బయో-ఆధారిత డైబేసిక్ ఆమ్లంతో సంక్షేపణం చేసి బయో-ఆధారిత పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ను పొందారు. చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్లోని నింగ్బో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ రీసెర్చ్లో జు జిన్ పరిశోధన బృందం హెక్సాడయామిన్ మరియు వినైల్ కార్బోనేట్ను ఉపయోగించి డయామినోడియోల్ హార్డ్ సెగ్మెంట్ను తయారు చేసింది, ఆపై బయో-ఆధారిత అసంతృప్త డైబేసిక్ ఆమ్లంతో పాలీకండెన్సేషన్ చేసి పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ శ్రేణిని పొందింది, దీనిని అతినీలలోహిత క్యూరింగ్ తర్వాత పెయింట్గా ఉపయోగించవచ్చు [23]. జెంగ్ లియుచున్ మరియు లి చున్చెంగ్ పరిశోధన బృందం అడిపిక్ ఆమ్లం మరియు విభిన్న కార్బన్ పరమాణు సంఖ్యలు కలిగిన నాలుగు అలిఫాటిక్ డయోల్స్ (బుటానెడియోల్, హెక్సాడియోల్, ఆక్టానెడియోల్ మరియు డెకానెడియోల్) ను ఉపయోగించి సంబంధిత పాలిస్టర్ డయోల్స్ను సాఫ్ట్ సెగ్మెంట్లుగా తయారు చేసింది; BHC మరియు డయోల్స్తో తయారు చేయబడిన హైడ్రాక్సీ-సీల్డ్ హార్డ్ సెగ్మెంట్ ప్రిపాలిమర్తో మెల్టింగ్ పాలీకండెన్సేషన్ ద్వారా అలిఫాటిక్ డయోల్స్ యొక్క కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య పేరు మీద నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ (PETU) సమూహాన్ని పొందారు. PETU యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు పట్టిక 2లో చూపబడ్డాయి.
| నమూనా | తన్యత బలం/MPa | స్థితిస్థాపక గుణకం/MPa | విచ్ఛేదనం వద్ద సాగడం/% |
| PETU4 | 6.9±1.0 | 36±8 | 673±35 |
| PETU6 | 10.1±1.0 | 55±4 | 568±32 |
| PETU8 | 9.0±0.8 | 47±4 | 551±25 |
| PETU10 | 8.8±0.1 | 52±5 | 137±23 |
పట్టిక 2
ఫలితాల ప్రకారం PETU4 యొక్క మృదువైన భాగం అత్యధిక కార్బోనిల్ సాంద్రతను, కఠినమైన భాగంతో బలమైన హైడ్రోజన్ బంధాన్ని మరియు అత్యల్ప దశ విభజన స్థాయిని కలిగి ఉంది. మృదువైన మరియు కఠినమైన భాగాలు రెండింటి స్ఫటికీకరణ పరిమితంగా ఉంది, ఇది తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం మరియు తన్యత బలాన్ని, కానీ విచ్ఛేదనం వద్ద అత్యధిక సాగుదలను ప్రదర్శిస్తుంది.
2.3 పాలీకార్బోనేట్ పాలియురేథేన్
పాలీకార్బోనేట్ పాలియురేథేన్ (PCU), ముఖ్యంగా అలిఫాటిక్ PCU, అద్భుతమైన జలవిశ్లేషణ నిరోధకత, ఆక్సీకరణ నిరోధకత, మంచి జీవ స్థిరత్వం మరియు జీవ అనుకూలతను కలిగి ఉంది, మరియు బయోమెడిసిన్ రంగంలో మంచి అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉంది. ప్రస్తుతం, తయారు చేయబడిన చాలా NIPUలు సాఫ్ట్ సెగ్మెంట్లుగా పాలీఈథర్ పాలీయోల్స్ మరియు పాలిస్టర్ పాలీయోల్స్ను ఉపయోగిస్తాయి, మరియు పాలీకార్బోనేట్ పాలియురేథేన్పై పరిశోధన నివేదికలు చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి.
సౌత్ చైనా యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీలోని టియాన్ హెంగ్షుయ్ పరిశోధనా బృందం తయారుచేసిన నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలీకార్బోనేట్ పాలియురేథేన్ యొక్క అణుభారం 50,000 గ్రా/మోల్ కంటే ఎక్కువగా ఉంది. పాలిమర్ యొక్క అణుభారంపై చర్య పరిస్థితుల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు, కానీ దాని యాంత్రిక లక్షణాలను నివేదించలేదు. జెంగ్ లియుచున్ మరియు లి చున్చెంగ్ పరిశోధనా బృందం DMC, హెక్సేన్డైఅమైన్, హెక్సాడియోల్ మరియు పాలీకార్బోనేట్ డైయోల్స్ను ఉపయోగించి PCUను తయారుచేసి, హార్డ్ సెగ్మెంట్ రిపీటింగ్ యూనిట్ యొక్క ద్రవ్యరాశి భిన్నం ప్రకారం దానికి PCU అని పేరు పెట్టారు. యాంత్రిక లక్షణాలు పట్టిక 3లో చూపబడ్డాయి.
| నమూనా | తన్యత బలం/MPa | స్థితిస్థాపక గుణకం/MPa | విచ్ఛేదనం వద్ద సాగడం/% |
| పిసియు18 | 17±1 | 36±8 | 665±24 |
| పిసియు33 | 19±1 | 107±9 | 656±33 |
| పిసియు46 | 21±1 | 150±16 | 407±23 |
| PCU57 | 22±2 | 210±17 | 262±27 |
| PCU67 | 27±2 | 400±13 | 63±5 |
| PCU82 | 29±1 | 518±34 | 26±5 |
పట్టిక 3
ఫలితాలు PCU అధిక అణుభారాన్ని (6×104 ~ 9×104 గ్రా/మోల్ వరకు), 137 ℃ వరకు ద్రవీభవన స్థానాన్ని మరియు 29 MPa వరకు తన్యత బలాన్ని కలిగి ఉందని చూపిస్తున్నాయి. ఈ రకమైన PCUను దృఢమైన ప్లాస్టిక్గా లేదా ఎలాస్టోమర్గా ఉపయోగించవచ్చు, దీనికి బయోమెడికల్ రంగంలో (మానవ కణజాల ఇంజనీరింగ్ స్కాఫోల్డ్లు లేదా కార్డియోవాస్కులర్ ఇంప్లాంట్ మెటీరియల్స్ వంటివి) మంచి అప్లికేషన్ అవకాశం ఉంది.
2.4 హైబ్రిడ్ నాన్-ఐసోసైనెట్ పాలియురేథేన్
హైబ్రిడ్ నాన్-ఐసోసయనేట్ పాలియురేథేన్ (హైబ్రిడ్ NIPU) అనగా, పాలియురేథేన్ అణు నిర్మాణంలోకి ఎపాక్సీ రెసిన్, అక్రిలేట్, సిలికా లేదా సిలోక్సేన్ సమూహాలను ప్రవేశపెట్టి, ఒక అంతర్వ్యాప్త నెట్వర్క్ను ఏర్పరచడం, పాలియురేథేన్ పనితీరును మెరుగుపరచడం లేదా పాలియురేథేన్కు విభిన్న విధులను అందించడం.
ఫెంగ్ యులాన్ మరియు ఇతరులు, పెంటమోనిక్ సైక్లిక్ కార్బోనేట్ (CSBO)ను సంశ్లేషించడానికి జీవ-ఆధారిత ఎపాక్సీ సోయాబీన్ నూనెను CO2తో చర్య జరిపారు, మరియు అమైన్తో ఘనీభవించిన CSBO ద్వారా ఏర్పడిన NIPUను మరింత మెరుగుపరచడానికి, మరింత దృఢమైన గొలుసు భాగాలతో కూడిన బిస్ఫెనాల్ ఎ డైగ్లైసిడైల్ ఈథర్ (ఎపాక్సీ రెసిన్ E51)ను ప్రవేశపెట్టారు. దీని అణు గొలుసులో ఓలిక్ ఆమ్లం/లినోలిక్ ఆమ్లం యొక్క పొడవైన, సరళమైన గొలుసు భాగం ఉంటుంది. ఇందులో మరింత దృఢమైన గొలుసు భాగాలు కూడా ఉంటాయి, అందువల్ల ఇది అధిక యాంత్రిక బలం మరియు అధిక దృఢత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కొంతమంది పరిశోధకులు డైఇథిలీన్ గ్లైకాల్ బైసైక్లిక్ కార్బోనేట్ మరియు డైఅమైన్ యొక్క రేట్-ఓపెనింగ్ చర్య ద్వారా ఫ్యూరాన్ ఎండ్ గ్రూపులతో మూడు రకాల NIPU ప్రిపాలిమర్లను కూడా సంశ్లేషించారు, ఆపై స్వీయ-స్వస్థత కలిగిన మృదువైన పాలియురేథేన్ను తయారు చేయడానికి అసంతృప్త పాలిస్టర్తో చర్య జరిపారు, మరియు మృదువైన NIPU యొక్క అధిక స్వీయ-స్వస్థత సామర్థ్యాన్ని విజయవంతంగా సాధించారు. హైబ్రిడ్ NIPU సాధారణ NIPU యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, మెరుగైన సంసంజనం, ఆమ్ల మరియు క్షార తుప్పు నిరోధకత, ద్రావణి నిరోధకత మరియు యాంత్రిక బలాన్ని కూడా కలిగి ఉండవచ్చు.
3 అవుట్లుక్
NIPU విషపూరిత ఐసోసయనేట్ వాడకం లేకుండా తయారు చేయబడుతుంది మరియు ప్రస్తుతం ఫోమ్, కోటింగ్, అడెసివ్, ఎలాస్టోమర్ మరియు ఇతర ఉత్పత్తుల రూపంలో అధ్యయనం చేయబడుతోంది, దీనికి విస్తృత శ్రేణి అనువర్తన అవకాశాలు ఉన్నాయి. అయితే, వాటిలో చాలా వరకు ఇప్పటికీ ప్రయోగశాల పరిశోధనకే పరిమితమయ్యాయి మరియు పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి లేదు. అదనంగా, ప్రజల జీవన ప్రమాణాల మెరుగుదల మరియు డిమాండ్ నిరంతరం పెరగడంతో, యాంటీ బాక్టీరియల్, స్వీయ-మరమ్మత్తు, ఆకార జ్ఞాపకశక్తి, అగ్ని నిరోధకత, అధిక ఉష్ణ నిరోధకత మొదలైన ఒకే లేదా బహుళ విధులతో కూడిన NIPU ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధనా దిశగా మారింది. అందువల్ల, భవిష్యత్ పరిశోధనలు పారిశ్రామికీకరణ యొక్క కీలక సమస్యలను ఎలా అధిగమించాలో గ్రహించి, క్రియాత్మక NIPU తయారీ దిశను అన్వేషించడం కొనసాగించాలి.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: ఆగస్టు-29-2024