Напредак истраживања на не-изомианатама полиуретанима

Од њиховог увода 1937. године, полиуретански (ПУ) материјали су пронашли опсежне примене у различитим секторима, укључујући превоз, грађевинске, петрохемијске, текстил, машинство и електротехнику, ваздухопловство, здравство и пољопривреду. Ови материјали се користе у облицима као што су пенаста пластика, влакна, еластомери, хидроизолациона средства, синтетичка кожа, превлаке, лепкови, асфалтирање и медицински материјали. Традиционална ПУ првенствено се синтетише од два или више изоцијаната заједно са макромолекуларним полиолима и малим молекуларним ланцем ланца. Међутим, инхерентна токсичност изоцијаната представља значајне ризике за здравље људи и животне средине; Штавише, обично су изведени од фосгена - високо токсични прекурсор - и одговарајући амински сировини.

У светлу савремене хемијске индустрије у потрази за зеленим и одрживим развојним праксама, истраживачи су све фокусирани на замјену изоцијаната са еколошки прихватљивим ресурсима током истраживања романских синтеза за не-изомианата полиуретане (НИПУ). Овај рад уводи путеве за припрему за НИПУ док прегледавају напредне напредне врсте у различитим врстама НИП-а и расправљајући о њиховим будућим изгледима да пруже референцу за даља истраживања.

1 синтеза не-изомианата за полиуретане

Прва синтеза карбамата мале молекуларне тежине које користе моноцикличне карбоне у комбинацији са алифатским диаминеом догодиле су се у иностранству у 1950-има који обележавају кључ у облику не изоцијанатног полиуретанске синтезе. Тренутно постоје две примарне методологије за производњу НИПУ-а: Први укључује поступне реакције између бинарних цикличних карбоната и бинарних амина; Други подразумева поликондензационе реакције које укључују диуретанске интермедијаре поред диола који олакшавају структурне размене унутар карбамата. Дијамаркбоксилатни интермедијари се могу добити или путем цикличних карбоната или рута за карбонат или диметил карбонат (ДМЦ); У основи све методе реагују преко група карбонских киселина које дају функционалности карбамата.

Следећи одељци сложе се на три различита приступа за синтезацију полиуретана без коришћења изоцијаната.

1.1бинална циклична карбонатна рута

НИПУ се може синтетизовати поступним додацима који укључују бинарни циклични карбонат заједно са бинарним амином као што је приказано на слици 1.

Због више хидроксилних група присутних унутар понављајућих јединица дуж главне структуре ланца, ова метода генерално даје оно што се назива полип-хидроксил полиуретан (ПХУ). Леитсцх ет ал., Развио серију полиетер-пхус-а који користе полиетери цикличне карбонате, поред бинарних амина плус мале молекуле добијене из бинарних цикличних карбоната - упоређујући их против традиционалних метода које се користе за припрему полиетер-а. Њихови налази указивали су да хидроксилне групе у ПХУ-у лако формирају водоничне везе са атомима азота / кисеоника који се налазе унутар меких / тврдих сегмената; Варијације међу меким сегментима такође утичу на понашање без водоника, као и степене раздвајања микрофазе који потом утичу на укупне карактеристике перформанси.

Обично се спроводи испод температура прелазећих 100 ° Ц Ова рута генерира нуспроизводи током реакционих процеса, што је релативно безосећајно према влаги, а дајући стабилне производе. Делегирајући проблеме са храбростима, као што је диметил сулфоксид (ДМФ), итд. Пет дана често даје ниже молекуларне тежине које често падају на кратким подзаконским праговима око 30к Г / МОЛ који представљају велику производњу која је у великој мјери приписује и високе трошкове повезане у томе што је домене осетљиве апликације, упркос обећавајуће апликације које представљају довољну апликације, упркос обећавајуће апликације које су упркос распоређеним фокусима, упркос обећавајуће апликације које су упркос распоређеним фокусима.

1.2моноцилна карбонатна рута

Моноцилни карбонат реагује директно са диамином који је резултирајући дирацбаматом који поседује хидроксилне крајње групе које су затим подвргнуте специјализованој интеракцији трансестерификације / политоновање, упоредо са диолама на крају генеришући нипу структурно Акине традиционалне парнице визуелно приказане визуелно визуелно.

Обично запослене моноцилне варијанте укључују етилен и пропилен карбониране подлоге у којима је Зхао Јингбо тим у Пекинском универзитету за хемијску технологију ангажовао разнолике диамине који су их реаговали на то да су их цикличким субјектима у почетку добијали разноврсним структуралним дикарбаматским посљедицама пре него што наставе са фазама кондензације користећи било по политетрахидрофураниол / полиетер-диолс-а. Формирање одговарајућих линија производа који показују импресивна термичка / механичка својства која су достижући топљење које лебде око распона који се протеже околино око 125 ~ 161 ° Ц затезне чврстоће на врху површине у близини 24МПА. Ванг ет ал., Слично коришћене комбинације које садрже ДМЦ упарене, респективно в / хексаметилендиамин / циклокарбонирани прекурсори који су синтезирајући деривати хидрокси који су укинули хидрокси који су се укидали биобасиране дибашне киселине попут оксала / себацик-адицицизованих адипиц-киселина-терепшталика које постижу финалне излазе у коврчем резолама који се уручи сагласности Тензилне снаге флуктуирајућа9 ~ 17 МПА ЕЛЛОИНГАЦИЈЕ ВАРИИНГ35% ~ 235%.

Циклокарбонски естери се ефикасно ангажују без потребе за катализаторима под типичним условима који одржавају температурни опсег отприлике80 ° до120 ° Ц Каснији транстерифификације које обично користе каталитичке системе засноване на органотин, осигуравајући оптималну обраду бр. Поред пуке напоре на кондензацији Циљајући диоличне уносе способне самополимеризације / дехлаколизова Феномени који олакшава генерисање Жељени исходи пружају методологију који су уједначене еколошки прихватљиво доминирајући метанол / мале молекуле-диоличке остатке који су и даље представљали одрживе индустријске алтернативе који се крећу наприједјуће одрживе индустријске алтернативе који напредују напријед који напредују напријед који напредују наприједје.

1.3диметил карбонатна рута

DMC represents an ecologically sound/non-toxic alternative featuring numerous active functional moieties inclusive methyl/methoxy/carbonyl configurations enhancing reactivity profiles significantly enabling initial engagements whereby DMC interacts directly w/diamines forming smaller methyl-carbamate terminated intermediaries followed thereafter melt-condensing actions incorporating additional Склопни конституати малих ланаца-ланца / бијећих полиола који воде евентуално наводно настанке - након полимерних структура у складу с тим визуелно визуелно визуелно визуелно.

Деепа ет.ал Цапитализована на горе поменуту динамику која користи натријум-метоксид катализу Оркестрира разнолике интермедијарне формације који су се бавили циљаним екстензијим еквивалентним хард-сегментираним композицијама које постижу молекуларне тежине приближавајуће (3Г / мол стаклене температуре (-30 ~ 120 ° Ц). ПАН ДОНГДОНГ Изабрани стратешки пари који се састоје од ДМЦ хексаметилена-диаминополикарбоната-полиалкохоли који остварују запажене резултате који манифестују метрике за тензијну чврстоћу осцилирајући10-15МПА омјер продужења од 1000% -1400%. Истражне потраге у окружењу различитих утицаја који се протежу разликују повољније поравнање бутанедиола / хексанедиол селекције када је паритет атомично-хексанедиол одржао равномерно унапређење појачаних појачаних кристалности, посматрано у целој ланци .Саразин-ове групне композите интегришући лигнин / ДМЦ, уз хексахидроксиимин, а да интегришући лигнин / ДМЦ. .Адиционална истраживања чији је циљ проистеклих не-изомианте-полиуреја који је диазомономер ангажман предвиђен потенцијалним апликацијама које улазе упоредне предности у односу на винил-угљеналне предности које указују на економичност / шире агеније за производњу у погледу половне температуре / вакуумска окружења која одигравају на тајним захтевима растварача Стреами претежно ограничени искључиво метанол / мале молекуле-диоличке отварања успостављања зеленијег парадигми у синтезама.

2 различита мека сегмента не-изомианата полиуретана

2.1 Полиуретан полиетер

Полиуретански полиуретан (Пеу) се широко користи због своје ниске кохезијене енергије етерских обвезница у меканим сегментима понављају јединице, једноставна ротација, одлична флексибилност ниске температуре и отпорност на хидролизу.

Кебир ет ал. Синтетизовано полиуретански полиуретан са ДМЦ-ом, полиетилен гликолом и бутандиолом као сировинама, али молекулска тежина је била ниска (7 500 ~ 14 800г / мол), а ТГ је била нижа од 0 ℃, а топљење је такође било ниско (38 ℃) и јачина и други показатељи. Истраживачка група Зхао Јингбо користила је етилен карбонат, 1, 6-хексанедиамин и полиетилен гликол да би синтетизовао молекулску тежину од 31 000 г / мол, затезне снаге од 5 ~ 24МПА и издужење на паузи од 0,9% ~ 1 388%. Молекуларна тежина синтетизованог серија ароматичних полиуретана је 17 300 и 21 000 г / мол, ТГ је -19 ~ 10 ℃, топљење је 102 ~ 110 ℃, чврстоћа за мешање је 12 ~ 38МПА, а стопа еластичног опоравка од 200% константног издужбина је 69% ~ 89%.

Истраживачка група Зхенг Лиуцхун и Ли Цхунцхенг припремила је интермедијар 1, 6-хексаметилендиамин (БХЦ) са диметил карбонатом и 1, 6-хексаметилендиамин и политоназацијом са различитим малим молекулама равно ланчаним диолима и политетрахидрофуранедиоли (МН = 2 000). Припремљена је низ полиутерних полиуретана (НИПЕУ) са не-изоцианатном рутом, а решен је умрежавање интермедијара током реакције. Структура и својства традиционалног полиуретана полиетер-а (ХДиПУ) коју су припремили Нипеу и 1, 6-хексаметиленски диизоцијанат, као што је приказано у Табели 1.

Узорак	Тежак сегмент масовна фракција /%	Молекуларна тежина / (г·мол ^ (- 1))	Индекс дистрибуције молекуларне тежине	Тензилна снага / МПА	Издужење на паузи /%
Нипеу30	30	74000	1.9	12.5	1250
Нипеу40	40	66000	2.2	8.0	550
Хдипу30	30	46000	1.9	31.3	1440
Хдипу40	40	54000	2.0	25.8	1360

Табела 1

Резултати у Табели 1 показују да су структурне разлике између Нипеу и Хдипу углавном због тврдог сегмента. Група уреа која је генерисана бочним реакцијама НИПЕУ-а насумично је уграђена у молекуларни ланац на тврдом сегменту, разбијање тврдог сегмента у формирање наређених водоничних веза, што је резултирало слабима водониковина између молекуларних ланаца тешког сегмента и ниске кристале тврдог сегмента и ниске кристалности тврдог сегмента и ниске кристалности на тврдом сегменту, што је резултирало ниском фазном одвајањем ниске фазе. Као резултат тога, његова механичка својства су много горе од ХДипуа.

2.2 Полиестер полиуретан

Полиестер полиуретан (ПЕТУ) са полиестерским диолама као меканим сегментима има добру биоразградивост, биокомпатибилност и механичка својства и могу се користити за припрему скела за инжењерске ткиве, што је биомедицински материјал са великим перспективама примене. Полиестерски диоли који се обично користе у меким сегментима су полибутиленски адипат диол, полигликол адипат диол и поликапролакноне диол.

Раније, Рокицки ет ал. Реаговано је етилен карбонат са диамином и различитим диолима (1, 6-хексанедиол, 1, 10-Н-додеканол) да би се добио другачији НИПУ, али синтетизовани НИПУ је имао нижу молекуларну тежину и доњи тг. Фархадиан ет ал. Припремили полициклички карбонат помоћу сунцокретовог семенског уља као сировина, а затим је помешан са био-базираним полиаминима, прекривено плочем и излечен на 90 ° Ц да бисте добили термозовање полиестерског полиуретанског филма, који је показао добру топлотну стабилност. Истраживачка група Зханг Ликун са Јужне Кинеске универзитета у технологији синтетизовала је низ диамина и цикличних карбоната, а затим кондензована са биобасијом дибашном киселином за добијање биобасираног полиестера полиестера. Истраживачка група Зху Јин-а у Нингбо Институту за истраживање материјала, кинеску академију наука припремила је диаинодиол хардмент сегменту користећи хексадиамин и винил карбонат, а затим политоновање са незасићеном дибасичком киселином заснованом на био-базирању да се добије низ полиестерског полиуретана, који се може користити као боја након ултраљубичастог очвршћавања. Истраживачка група Зхенг Лиуцхун-а и Ли Цхунцхенг-а користила је Адипиц Адипиц Адипиц и четири алифатичне диолте (бутанедиол, хексадиол, октанедиол и децадиол) са различитим атомским бројевима угљеника како би припремили одговарајуће полиестерске диолте као меке сегменте; Група неизоцијаната полиестераног полиуретана (ПЕТУ), названа по броју угљених атома алифатских диола, добијена је топљењем поликовосања са ХИДРОКС-СЕАЛ-ом тврдог сегмента који је припремио БХЦ и Диолс. Механичка својства ПЕТУ-а приказана су у Табели 2.

Узорак	Тензилна снага / МПА	Еластични модул/ МПА	Издужење на паузи /%
Пету4	6.9±1.0	36±8	673±35
Пету6	10.1±1.0	55±4	568±32
Пету8	9.0±0.8	47±4	551±25
Пету10	8.8±0.1	52±5	137±23

Табела 2

Резултати показују да мекани сегмент пету4 има највишу карбонилну густину, најјача водонична веза са тврдим сегментом и најнижи степен раздвајања фазе. Кристализација и меких и тврдих сегмената је ограничена, показујући ниску тачку топљења и затезну чврстоћу, али највиша издуженост на паузи.

2.3 Поликарбонатни полиуретан

Поликарбонатни полиуретан (ПЦУ), посебно алифатични ПЦУ, има одличну отпорност на хидролизу, отпорност на оксидацију, добру биолошку стабилност и биокомпатибилност и има добре перспективе примене у области биомедицина. Тренутно већина припремљених НИПУ-а користи полиетер полиолс и полиестер полиолс као меке сегменте, а постоји мало истраживачких извештаја о полиуретанском поликарбонату.

Полиуретански полиуретански полиуретан који је не изоцијанатно поликарбоната припремила истраживачка група Тиан Хенгсхуи на Јужној Кини универзитету у технологији има молекуларну тежину више од 50 000 г / мол. Проучен је утицај реакционих услова на молекулску тежину полимера, али његова механичка својства нису пријављена. Зхенг Лиуцхун и Ли Цхунцхенг-ова истраживачка група припремила је ПЦУ користећи ДМЦ, хексанедиамин, хексадиол и поликарбонатне диолс и полик ПЦУ-у према масовном делу јединице за понављање тешке сегменте. Механичка својства приказана су у Табели 3.

Узорак	Тензилна снага / МПА	Еластични модул/ МПА	Издужење на паузи /%
ПЦУ18	17±1	36±8	665±24
ПЦУ33	19±1	107±9	656±33
ПЦУ46	21±1	150±16	407±23
ПЦУ57	22±2	210±17	262±27
ПЦУ67	27±2	400±13	63±5
ПЦУ82	29±1	518±34	26±5

Табела 3

Резултати показују да ПЦУ има високу молекулску тежину, до 6 × 104 ~ 9 × 104 г / мол, тачка топљења до 137 ℃ и затезне чврстоће до 29 МПА. Ова врста ПЦУ-а може се користити или као крута пластика или као еластомер, који има добру пријаву у биомедицинском пољу (као што су скеле инжењерског ткива или кардиоваскуларни материјали).

2.4 хибридно не-изоштински полиуретански

Хибридни полиуретански полиуретан (Хибрид Нипу) је увођење епоксидне смоле, акрилата, силика или силоксане група у полиуретански молекуларни оквир да би се формирала интернетрална мрежа, побољшавају перформансе полиуретана или дају полиуретанске различите функције.

Фенг Иуелац ет ал. Реаговано је биоско-епоксидско сојино уље са ЦО2 како би синтетизовао пентамониц циклични карбонат (ЦСБО) и представио бисфенол дигицидил етар (Епоки Ресин Е51) са чвршћим сегментима ланца да додатно побољшају НИПУ који је формирао ЦСБО који је формирао ЦСБО. Молекуларни ланац садржи дуги флексибилни сегмент ланчане боје олеинске киселине / линолне киселине. Такође садржи чвршће сегменте ланца, тако да има високу механичку чврстоћу и високу жилавост. Неки истраживачи су такође синтетизовали три врсте Нипу предполимери са крајњим групама отварања брзине диетилен гликол бицикличког карбоната и диамине, а затим је не заборавила полиестера да припреми меко полиуретан са функцијом само-лечења, и успешно је реализовао ефикасност само-лечења. Хибридни НИПУ не само да има карактеристике генерала Нипу-а, али такође може имати боље пријањање, киселина и алкални корозијски отпорност, отпорност на раствараче и механичку чврстоћу.

3 Оутлоок

НИПУ је припремљен без употребе токсичних изоцијаната и тренутно се проучава у облику пене, премаза, лепка, еластомера и других производа и има широк спектар перспектива примене. Међутим, већина њих је и даље ограничена на лабораторијска истраживања и нема велике производње. Поред тога, уз побољшање животног стандарда људи и континуираног раста потражње, НИПУ са једном функцијом или више функција постало је важан истраживачки смер, као што је антибактеријска, само поправка, меморија у облику облика, поставке пламена, висока отпорност на топлоту и тако даље. Стога би будућа истраживања требало да схвате како пробити кроз кључне проблеме индустријализације и наставити да истражују правац припреме функционалног НИПУ-а.

Вријеме поште: авг-29-2024