Kemajuan Panaliten ing Polyureman sing dudu Isocyanate
Wiwit introduksi ing taun 1937, bahan polyuretethane (PU) nemokake aplikasi sing akeh ing macem-macem sektor kalebu transportasi, tekstil, tekstil, tekstil, Aerospace, Perawatan Kesehatan, lan tetanen. Bahan kasebut digunakake ing bentuk kaya serat, serat, para anti banyu, agen anti banyu, kulit sintetis, lapisan, adhesives, bahan paving. PU Tradisional Sintesis saka loro utawa luwih isocyanates bebarengan karo polyols makromolekul lan ekstra rantai molekuler cilik. Nanging, keracunan isocyanates nyebabake risiko sing signifikan kanggo kesehatan manungsa lan lingkungan; Kajaba iku biasane asale saka phosgene-a beracursor-lan bahan-bahan mentah sing cocog banget.
Minangka pambiji industri pangembangan kontemporer, peneliti tambah fokus ing Iscyanates kanthi sumber daya sing ramah lingkungan nalika njelajah poliurata non-Isocyan (Nipu). Kertas iki ngenalake jalur persiapan kanggo Nipu nalika nyemak kemajuan ing macem-macem jinis Nipus lan ngrembug prospek ing mangsa ngarep kanggo menehi referensi kanggo rujuk luwih lanjut.
1 Sintesis poliureman non-Isocyanate
Sintesis pisanan saka senyawa carbamasi molekuler kanthi nggunakake karbonat monocyclic sing digabung karo diames alifatik ing luar negeri ing taun 1950-an-tandha pivotal menyang sintesis non-isocyanate. Saiki ana ana rong metodologi utama kanggo ngasilake Nipu: sing pertama melu reaksi tambahan langkah lan karbonat binar; Reaksi polyconitasi kapindho sing kapindho sing nglibatake diurethane interview bebarengan karo diolol sing nggampangake ijol-ijolan struktural ing bebo karbamat. Penengah DiamarBoxyLadi bisa dipikolehi liwat rute cybonat utawa dimethyl karbonat (DMC); Alangan kabeh cara reaksi liwat klompok asam karbonat ngasilake fungsionalitas karbamate.
Bagian ing ngisor iki njlentrehake babagan telung pendekatan sing beda kanggo nyintesis polyuretone tanpa nggunakake isocyan.
Rute Karbonat Cybrin 1.1
Nipu bisa disintesis liwat tambahan langkah sing kalebu karbonat siklus binar sing ditambah karo amine binar kaya sing digambarake ing Gambar 1.
Amarga pirang-pirang klompok hidroksil sing ana ing unit bola-bali ing struktur chain utama Cara metode iki umume ngasilake apa sing diarani Polyurlocke Polyurlokian (Phu). Bocorch et al. Temuan kasebut nuduhake yen klompok hidroksils ing Phus kanthi gampang mbentuk ikatan hidrogen kanthi atom nitrogen / oksigen sing ana ing segmen alus / angel; Variasi ing antarane segmen alus uga mengaruhi prilaku ikatan hidrogen uga derajat pamisis mikrophase sing sabanjure mengaruhi karakteristik kinerja.
Biasane ditindakake suhu ing ngisor iki luwih saka 100 ° C rute iki ngasilake produk sing ora ana gandhengane kanggo kelembapan sing ditindakake dening kelembapan Nang endi wae antara sedina nganti limang dina asring ngasilake bobot molekul sing luwih murah ing ngisor akuntanen Phus, amarga aplikasi sing paling gedhe sing digandhengake karo PHUS
1.2monocylic karbonat karbonat
Karbonat monisionis ditanggepi langsung karo diamine asil didarbapate kanggo interaksi hydroxtion sing beda-beda kanggo diolol komara tradisional aksara sing nggambarake visual liwat tokoh 2.
Varian monosial sing umum nyambut gawe kalebu etilena & propylene karbasan ing endi tim ZHAO Jingbo ing taun-unifikasi sing beda-beda kanggo ngasilake fracised struktural Garis produk pamulangan sukses sing sukses nuduhake titik termal / mekanik sing apik banget nganti tekan poin leleh sing ngluncurake sekitar125 ~ 16,1 ° C Tensile Evened Nearinging1476%. Wang et al. Kekuwatan g / mol tensil fluktuating9 ~ 17 MPA Elongatiation beda-beda ing macem-macem ~ 235%.
Ester CycloCarbonic kanthi efektif tanpa mbutuhake katalis ing kahanan khas kanggo njaga suhu suhu sing paling dhuwur kanggo nggunakake sistem katalipin sing beda-beda kanggo ngasilake pangolahan sing paling optimal sing njamin proses200 °. Ngluwihi usaha kondensasi mung target input diolis sing bisa menehi residu motas / molekul-molekul sing larang regane kanthi ramah kanthi cepet.
Rute karbonat 1.3dimethyl
DMC nggambarake alternatif swara ekologis / non-beracun sing ana fungsi fungsi metil / Metan / CarbonyL / Carbony / Carbony / Carbony / Carbony / Carbony / Carbony / Carbony / Carbony / Cartabony / Confonfication Concitivity Profil resmi sing bisa ditindakake dening DMC intertersies Konstituen chain-extender-diolics-Diolics / Polyol sing gedhe-gedhe muncul muncul ing struktur polimer sing digoleki kanthi serat liwat tokoh.
Deepa et.al sing kapital karo dinamika dinamika sing diduweni dening katalisasi tegak Sirium Organisasi Nganggo Extension Terbaik (3 ~ 20) X10 ^ Suhu kaca transisi molekke (30 ~ 3G ~ 3G ~ C) PANNG DONGDOG APLIKASI AND DMC HEXAMECHILLENE-DIAAMINOPOLAILARBONATE-DIAMINAPOLOLYATE-HUGET MESCILING10STHY OCILANDATING ONLOSATE ESCILATER ACLOOS nyedhak1000% -1400%. Pangopènan Investigatif sekitar Pengaruhe Langsing sing beda-beda sing ditetepake pilihan sing padha karo klompok atom sing diopeni ing santai Ekspresi AT230 ℃. Syarat solvent, minimalake aliran sampah sing umume mung diwatesi motanol / cilik-molekul-diolin-diolin sing netepake sintesis grayigma sakabèhé.
2 segmen alus sing beda karo polyurethane
2.1 poli poliuretana
PolyetHer Polyurethane (peu) umume digunakake amarga energi kohesi obligasi saka obligasi ing unit balapan alus, rotasi gampang lan resistisi hidrolisis sing gampang banget.
Kebir et al. PolyTerisasi PolyErethane karo DMC, poliethelin glikol lan Butandaol minangka bahan mentah, nanging bobote molekuler kurang (300 ~ 400 ℃), lan petunjuk liyane angel kanggo nggunakake kabutuhan panggunaan. Klompok Penelitian Zhao Jingbo nggunakake etilena karbonat, 1, 6-hexarianamine lan poliethelin glikol kanggo nyintesis peu, sing duwe bobot molekul 31 000pa, lan elongation ing break 0,9% ~ 1 388% 1 38% ~ 1 388%. Bobot molekul saka seri polyureman aromatik yaiku 17 300 000 000g / mol, TG, kekuatan plancongan yaiku 122 ℃, elongation pemulihan elastis 69% ~ 89%.
Klompok riset Zheng liuchun lan Li Chuncheng nyiapake 1-hexamethylediamine (BHC) kanthi DimethylyLenediamine, lan poltethantasi kanthi molekul rantai cilik lan poltethirydrofuraneol (mn = 2 000). Seri PolyTemer (Nipeu) kanthi rute non-Isocyan sing disiapake, lan masalah nyebrang ing penengah sajrone reaksi ditanggulangi. Struktur lan sifat poletter polimer tradisional Polyurethane (Hdipu) sing disiapake dening Nipia lan 1, 6-hexamethylene Diisocyanate dibandhingake, kaya sing ditampilake ing Tabel 1.
| Conto | Fraksi massa super segmen /% | Bobot molekul / (g·mol ^ (- 1)) | Indeks Distribusi Bobot Bobot Molekuler | Kekuwatan Tensile / MPA | Elongasi ing istirahat /% |
| Nipeu30 | 30 | 74000 | 1.9 | 12.5 | 1250 |
| Nipeuh40 | 40 | 66000 | 2.2 | 8.0 | 550 |
| Hdipu30 | 30 | 46000 | 1.9 | 31.3 | 1440 |
| HDIPU40 | 40 | 54000 | 2.0 | 25.8 | 1360 |
Tabel 1
Asil ing Tabel 1 nuduhake manawa beda struktural antarane Nipeu lan HDipu utamane amarga segmen sing angel. Grup Urea sing digawe saka nipeu kanthi acak dipasang ing rantai molekuler kanthi acak, ngrusak bagean hidrogen sing diprentahake, nyebabake pemisahan hidrenal sing diprentahake, nyebabake pemisahan fase sing kurang saka Nipeu sing kurang. Akibaté, sifat mekanik kasebut luwih elek tinimbang HDipu.
2.2 Polyester Polyurethane
Polyester polyuretethane (petu) kanthi poliester diol minangka segmen alus, biodegradibilitas sing apik, biopompatibilitas lan sifat mekanik, lan bisa digunakake kanggo nyiapake scaffolds teknik, yaiku bahan biomedis kanthi prospek aplikasi. Polyester diol biasane digunakake ing segmen alus yaiku polimutlien adipate diol, polyglycol adipat diol lan polycaprolattone diol.
Sadurunge, Rokicki et al. etilena sing ditanggepi kanthi diamine lan macem-macem diols (1, 6-hexarianol, 1, 10-N-Dodecanol) kanggo entuk Nipu sing beda, nanging Nipu sintesis sing luwih murah lan TG sintesis. Farhadian et al. Carbonat polycyclic sing disiapake nggunakake minyak wiji kembang minangka bahan mentah, banjur dicampur karo polisi berbasis bio, dilapisi ing film poliesur polyury, sing nuduhake stabilitas termal sing apik. Klompok riset Zhang Liqun saka Universitas Universitas China South Sintesis: Syclic Carbonat, banjur diklumpukake karo asam dibasik biobased kanggo entuk polyuretane poliester biobased. Klompok Penelitian Zhu Jin ing Ningbo Institute of Bahan Riset, Akademi Ilmu Cina sing Nyinasi Segmen Pidhuh Diaminodiol kanthi nggunakake pirang-pirang poliesit, sing bisa digunakake minangka cat curing [23]. Klompok riset Zheng liuchun lan Li Chuncheng nggunakake asam adipic lan papat diol aliphatik (Butandaol, hexadiol, octaliol lan decarianol) kanthi nomer atom karbon sing beda kanggo nyiyapake polimester poliester sing cocog karo segmen sing cocog karo polyester sing cocog karo segmen sing cocog karo polyester. Klompok poliesterate non-Isocyan (Petu), sing dijenengi jumlah atom alifatik diol alifatik, dipikolehi dening polymer lebur kanthi prepolymer segmen hidroksi sing disiapake dening bhc lan diols. Sifat mekanik Petu ditampilake ing Tabel 2.
| Conto | Kekuwatan Tensile / MPA | Modulus elastis/ Mpa | Elongasi ing istirahat /% |
| 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 |
Tabel 2
Asil nuduhake manawa segmen alus Petu4 duwe kapadhetan karbonl sing paling dhuwur, ikatan hidrogen sing paling kuat, sing paling gedhe hidrogen kanthi segmen hard, lan gelar fase fase paling murah. Crystallization saka segmen sing alus lan angel diwatesi, nuduhake titik leleh lan kekuatan tissile, nanging elongation paling dhuwur ing istirahat.
2.3 Polycarbonate Polyurethane
Polycarbonate Polyurethane (PCU), utamane pcub alifatik, duwe resistensi hidrolisis sing apik, resistensi oksidasi, stabilitas biologis sing apik ing bidang biomedikine. Saiki, umume Nipu sing disiapake nggunakake poliol lan poliol poli poli poli minangka segmen alus, lan ana sawetara laporan riset babagan polycarbonate.
Polycartrethane poliartrethane non-isocyanate sing disiapake klompok riset Tian Hengshui ing teknologi Selatan Universitas kidul duwe bobot molekuler luwih saka 50 000 g / / mol. Pengaruhe kahanan reaksi ing bobot molekul polimer wis ditliti, nanging sifat mekanik durung dilaporake. Klompok riset Zheng liuchun lan LI Chuncheng's Riset Disiapake DMC, hexarianamin, hexadiol lan policarbonate diol, lan dijenengi pecu miturut bagean massa segmen. Properti mekanik ditampilake ing Tabel 3.
| Conto | Kekuwatan Tensile / MPA | Modulus elastis/ Mpa | Elongasi ing istirahat /% |
| Pcu18 | 17±1 | 36±8 | 665±24 |
| Pcu33 | 19±1 | 107±9 | 656±33 |
| Pcu46 | 21±1 | 150±16 | 407±23 |
| PcCe57 | 22±2 | 210±17 | 262±27 |
| PcCA67 | 27±2 | 400±13 | 63±5 |
| Pc0082 | 29±1 | 518±34 | 26±5 |
Tabel 3
Asil nuduhake manawa PCU duwe bobot molekul, nganti 6 × 104 ~ 9 × 104g / mol, lebur, lan kekarepan tensile nganti 29 MPA. PCU kaya iki bisa digunakake minangka plastik sing kaku utawa minangka elastomer, sing duwe prospek aplikasi sing apik ing kolom biomedis (kayata scaffolds teknik sukut utawa bahan implan kardiovaskular).
2.4 Sato non-isocyan polyurethane
Hybrid non-isocyanate Polyurethane (Nipu Sato) yaiku introduksi epoksi, klompok silika, silika utawa silika utawa silika utawa silika utawa silika utawa silika utawa fungsine sing beda poliuretane.
Feng Yuelan et al. Epoxy Soybean Minyak Berbasis Biaya Becik Kanthi CO2 kanggo Nyintesis Pentonat Cyciconic Pentonat (CSBO), lan ngenalake bisphenol sing luwih apik kanggo luwih apik kanggo ningkatake Nipu sing dibentuk dening csbo solidified karo amine. Rantai molekuler ngemot segmen chain chain sing dawa fleksibel asam asic / linoleic. Uga ngemot segmen chain sing luwih kenceng, saengga duwe kekuwatan mekanik sing dhuwur lan kekarepan sing dhuwur. Sawetara peneliti uga disintesis telung jinis prepolymer nipu kanthi klompok furan mburi liwat reaksi rate pembukaan dieteksi kanggo nyiapake polyester sing ora diresiki kanggo nyiapake fungsi sing ora nyenengake, lan kanthi sukses kanggo nipis nipu sing alus. Hybrid Nipu ora mung duwe ciri umum Nipu, nanging uga bisa duwe adhesion sing luwih apik, asam lan resistensi karat alkali, resistensi penolar lan kekuatan mekanik.
3 Outlook
Nipu disiapake tanpa nggunakake isocyan toksik, lan saiki wis diteliti ing bentuk busa, lapisan, adesif, elontesif, elontomer lan produk liyane, lan duwe macem-macem prospek aplikasi. Nanging, umume dheweke isih diwatesi kanggo riset laboratorium, lan ora ana produksi skala gedhe. Kajaba iku, kanthi perbaikan standar urip lan wutah permintaan sing terus-terusan, nipu kanthi fungsi tunggal utawa pirang-pirang fungsi dadi arah riset penting, kayata memori bentuk, resistensi geni sing dhuwur lan uga ana. Mula, riset ing mangsa ngarep kudu bisa nggayuh cara ngilangi masalah industrialisasi lan terus njelajah arah nyiyapake fungsi Nipu.
Wektu Pos: Agustus-29-2024