नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेनवरील संशोधन प्रगती
१९३७ मध्ये त्यांची ओळख झाल्यापासून, पॉलीयुरेथेन (PU) मटेरियलचा वापर वाहतूक, बांधकाम, पेट्रोकेमिकल्स, कापड, यांत्रिक आणि विद्युत अभियांत्रिकी, एरोस्पेस, आरोग्यसेवा आणि शेती यासारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये व्यापक प्रमाणात झाला आहे. हे मटेरियल फोम प्लास्टिक, फायबर, इलास्टोमर, वॉटरप्रूफिंग एजंट्स, सिंथेटिक लेदर, कोटिंग्ज, अॅडेसिव्ह, पेव्हिंग मटेरियल आणि वैद्यकीय पुरवठा यासारख्या स्वरूपात वापरले जातात. पारंपारिक PU प्रामुख्याने दोन किंवा अधिक आयसोसायनेट्सपासून मॅक्रोमोलेक्युलर पॉलीओल्स आणि लहान आण्विक साखळी विस्तारकांसह संश्लेषित केले जाते. तथापि, आयसोसायनेट्सची अंतर्निहित विषाक्तता मानवी आरोग्यासाठी आणि पर्यावरणासाठी महत्त्वपूर्ण धोके निर्माण करते; शिवाय ते सामान्यतः फॉस्जीन - एक अत्यंत विषारी पूर्वसूचक - आणि संबंधित अमाइन कच्च्या मालापासून मिळवले जातात.
समकालीन रासायनिक उद्योगाच्या हरित आणि शाश्वत विकास पद्धतींच्या पाठपुराव्याच्या पार्श्वभूमीवर, संशोधक नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेन (NIPU) साठी नवीन संश्लेषण मार्गांचा शोध घेत असताना, पर्यावरणपूरक संसाधनांसह आयसोसायनेट्सच्या जागी करण्यावर अधिकाधिक लक्ष केंद्रित करत आहेत. हा पेपर विविध प्रकारच्या NIPU मधील प्रगतीचा आढावा घेत असताना आणि पुढील संशोधनासाठी संदर्भ देण्यासाठी त्यांच्या भविष्यातील शक्यतांवर चर्चा करताना NIPU साठी तयारी मार्गांची ओळख करून देतो.
१ नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेनचे संश्लेषण
१९५० च्या दशकात परदेशात मोनोसायक्लिक कार्बोनेट्स वापरून कमी आण्विक वजनाच्या कार्बामेट संयुगांचे पहिले संश्लेषण झाले जे अ‍ॅलिफॅटिक डायमाइन्ससह एकत्रित केले गेले - जे नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेन संश्लेषणाच्या दिशेने एक महत्त्वाचा क्षण होता. सध्या NIPU तयार करण्यासाठी दोन प्राथमिक पद्धती अस्तित्वात आहेत: पहिल्यामध्ये बायनरी चक्रीय कार्बोनेट्स आणि बायनरी अमाइन दरम्यान चरणबद्ध जोड प्रतिक्रियांचा समावेश आहे; दुसऱ्यामध्ये डायओल्ससह डाययुरेथेन इंटरमीडिएट्सचा समावेश असलेल्या पॉलीकंडेन्सेशन प्रतिक्रियांचा समावेश आहे जे कार्बामेट्समध्ये संरचनात्मक देवाणघेवाण सुलभ करतात. डायमरबॉक्सिलेट इंटरमीडिएट्स चक्रीय कार्बोनेट किंवा डायमिथाइल कार्बोनेट (DMC) मार्गांद्वारे मिळवता येतात; मूलभूतपणे सर्व पद्धती कार्बोनिक आम्ल गटांद्वारे प्रतिक्रिया देतात ज्यामुळे कार्बामेट कार्यक्षमता मिळते.
आयसोसायनेटचा वापर न करता पॉलीयुरेथेनचे संश्लेषण करण्याच्या तीन वेगवेगळ्या पद्धतींचे तपशीलवार वर्णन पुढील विभागांमध्ये केले आहे.
१.१ बायनरी चक्रीय कार्बोनेट मार्ग
आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे बायनरी चक्रीय कार्बोनेट आणि बायनरी अमाइन यांचा समावेश असलेल्या टप्प्याटप्प्याने जोडणी करून NIPU चे संश्लेषण करता येते.
मुख्य साखळी रचनेत पुनरावृत्ती होणाऱ्या युनिट्समध्ये अनेक हायड्रॉक्सिल गट असल्याने ही पद्धत सामान्यतः पॉलीβ-हायड्रॉक्सिल पॉलीयुरेथेन (PHU) म्हणून ओळखली जाणारी एकक तयार करते. लेइश आणि इतरांनी, पॉलिथर पीयू तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पारंपारिक पद्धतींशी तुलना करून बायनरी अमाइनसह चक्रीय कार्बोनेट-टर्मिनेटेड पॉलिथर आणि बायनरी चक्रीय कार्बोनेट्सपासून मिळवलेले लहान रेणू वापरणारे पॉलिथर PHU ची एक मालिका विकसित केली. त्यांच्या निष्कर्षांवरून असे दिसून आले की PHU मधील हायड्रॉक्सिल गट मऊ/कठोर खंडांमध्ये असलेल्या नायट्रोजन/ऑक्सिजन अणूंसह सहजपणे हायड्रोजन बंध तयार करतात; मऊ खंडांमधील फरक हायड्रोजन बंध वर्तन तसेच मायक्रोफेज पृथक्करण अंशांवर देखील प्रभाव पाडतात जे नंतर एकूण कामगिरी वैशिष्ट्यांवर परिणाम करतात.
साधारणपणे १०० डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानाखाली चालणाऱ्या या मार्गामुळे प्रतिक्रिया प्रक्रियेदरम्यान कोणतेही उप-उत्पादने निर्माण होत नाहीत ज्यामुळे ते ओलावाबद्दल तुलनेने असंवेदनशील बनते आणि स्थिर उत्पादने मिळतात, अस्थिरतेच्या चिंतांशिवाय, तथापि, डायमिथाइल सल्फोक्साइड (DMSO), N,N-डायमिथाइलफॉर्माइड (DMF) इत्यादी मजबूत ध्रुवीयतेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्सची आवश्यकता असते. याव्यतिरिक्त, एका दिवसापासून पाच दिवसांपर्यंत वाढवलेला प्रतिक्रिया वेळ अनेकदा कमी आण्विक वजन देतो, वारंवार ३० किलो ग्रॅम/मोलच्या आसपासच्या उंबरठ्यापेक्षा कमी पडतो, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आव्हानात्मक होते, ज्यामुळे संबंधित उच्च खर्च आणि परिणामी PHU द्वारे प्रदर्शित केलेली अपुरी शक्ती दोन्ही मोठ्या प्रमाणात कारणीभूत ठरते, जरी आशादायक अनुप्रयोग असूनही ओलसर साहित्य डोमेन आकार मेमरी बांधकामे चिकटवता फॉर्म्युलेशन कोटिंग सोल्यूशन्स फोम इ.
१.२ मोनोसायलिक कार्बोनेट मार्ग
मोनोसायलिक कार्बोनेट डायमाइनशी थेट प्रतिक्रिया देते ज्यामुळे हायड्रॉक्सिल एंड-ग्रुप असलेले डायकार्बमेट तयार होते जे नंतर डायल्ससह विशेष ट्रान्सेस्टेरिफिकेशन/पॉलीकंडेन्सेशन परस्परसंवादातून जातात आणि शेवटी आकृती 2 मध्ये दृश्यमानपणे दर्शविलेल्या पारंपारिक समकक्षांसारखे NIPU तयार करतात.
सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मोनोसायलिक प्रकारांमध्ये इथिलीन आणि प्रोपीलीन कार्बोनेटेड सब्सट्रेट्सचा समावेश होतो. बीजिंग युनिव्हर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजीमधील झाओ जिंगबो यांच्या टीमने विविध डायमाइन वापरल्या, सुरुवातीला विविध स्ट्रक्चरल डायकार्बमेट मध्यस्थ मिळवले आणि नंतर पॉलीटेट्राहायड्रोफ्युरेनेडिओल/पॉलिथर-डायल्सचा वापर करून संक्षेपण टप्प्यांवर पुढे गेले. या टप्प्यात यशस्वीरित्या संबंधित उत्पादन रेषा तयार झाल्या. प्रभावी थर्मल/यांत्रिक गुणधर्म प्रदर्शित झाले. वितळण्याच्या बिंदूंपर्यंत पोहोचलेल्या, सुमारे १२५~१६१°C पर्यंत पसरलेल्या, तन्य शक्ती २४MPa च्या जवळ पोहोचत, १४७६% च्या जवळ पोहोचत. वांग आणि इतर, त्याचप्रमाणे, हायड्रॉक्सी-टर्मिनेटेड डेरिव्हेटिव्ह्जचे संश्लेषण करणारे हेक्सामेथिलेनेडायमाइन/सायक्लोकार्बोनेटेड प्रिकर्सर्ससह अनुक्रमे जोडलेले DMC असलेले लीव्हरेज्ड कॉम्बिनेशन नंतर ऑक्सॅलिक/सेबिक/अ‍ॅसिड्स सारख्या जैव-आधारित डायबॅसिक अॅसिड्सच्या अधीन होते. अॅडिपिक-अॅसिड-टेरेफ्थालिक्स अंतिम आउटपुट प्राप्त करतात जे 13k~28kg/mol तन्य शक्ती चढ-उतार 9~17 MPa लांबी 35%~235% बदलतात.
साधारण परिस्थितीत, साधारणपणे ८०° ते १२०° सेल्सिअस तापमान राखून, सायक्लोकार्बोनिक एस्टर प्रभावीपणे काम करतात. त्यानंतरच्या ट्रान्सेस्टेरिफिकेशनमध्ये ऑर्गनोटिन-आधारित उत्प्रेरक प्रणाली वापरल्या जातात ज्यामुळे २००° पेक्षा जास्त प्रक्रिया होत नाही याची खात्री होते. डायोलिक इनपुट सक्षम स्व-पॉलिमरायझेशन/डिग्लायकोलिसिस घटनांना लक्ष्य करून केवळ संक्षेपण प्रयत्नांपलीकडे जाऊन इच्छित परिणाम निर्माण करणे सुलभ करणारी पद्धत मूळतः पर्यावरणपूरक आहे जी प्रामुख्याने मिथेनॉल/लहान-रेणू-डायोलिक अवशेष देते आणि अशा प्रकारे पुढे जाण्यासाठी व्यवहार्य औद्योगिक पर्याय सादर करते.
१.३ डायमिथाइल कार्बोनेट मार्ग
डीएमसी एक पर्यावरणीयदृष्ट्या निरोगी/विषारी नसलेला पर्याय आहे ज्यामध्ये मिथाइल/मेथॉक्सी/कार्बोनिल कॉन्फिगरेशनसह असंख्य सक्रिय कार्यात्मक घटक आहेत जे रिअॅक्टिव्हिटी प्रोफाइल वाढवतात ज्यामुळे सुरुवातीच्या सहभागांना लक्षणीयरीत्या सक्षम केले जाते ज्याद्वारे डीएमसी डायमाइन्सशी थेट संवाद साधतो ज्यामुळे लहान मिथाइल-कार्बमेट समाप्त मध्यस्थ तयार होतात आणि त्यानंतर वितळणे-संक्षेपण क्रियांमध्ये अतिरिक्त लहान-साखळी-विस्तारक-डायोलिक्स/मोठे-पॉलिओल घटक समाविष्ट होतात ज्यामुळे आकृती 3 द्वारे त्यानुसार दृश्यमान केलेल्या शोधलेल्या पॉलिमर संरचनांचा उदय होतो.
दीपा आणि इतरांनी वरीलप्रमाणे वापरलेल्या गतिशीलतेचा फायदा घेत सोडियम मेथॉक्साइड कॅटॅलिसिसचे विविध इंटरमीडिएट फॉर्मेशन्सचे आयोजन केले, त्यानंतर लक्ष्यित विस्तारांना सामील केले, ज्यामुळे (-30 ~120°C) अंदाजे आण्विक वजन (3 ~20)x10^3g/mol ग्लास संक्रमण तापमान (-30 ~120°C) पर्यंत पोहोचणारे मालिका समतुल्य हार्ड-सेगमेंट रचना तयार झाल्या. पॅन डोंगडोंगने डीएमसी हेक्सामेथिलीन-डायमिनोपॉलीकार्बोनेट-पॉलीअल्कोहोल असलेले धोरणात्मक जोड्या निवडल्या ज्या 10-15MPa लांबीचे प्रमाण 1000%-1400% पर्यंत पोहोचवणारे तन्य-शक्ती मेट्रिक्स दर्शविणारे उल्लेखनीय परिणाम साध्य करतात. वेगवेगळ्या साखळी-विस्तार प्रभावांच्या आसपासच्या तपास कार्यांमधून असे दिसून आले की जेव्हा अणु-संख्या समता राखली जाते तेव्हा ब्युटेनेडिओल/हेक्सानेडिओल निवडी अनुकूलपणे संरेखित करणे पसंती दर्शविते जेव्हा अणु-संख्या समता संपूर्ण साखळींमध्ये आढळलेल्या क्रमबद्ध स्फटिकता वाढीस प्रोत्साहन देते. सारझिनच्या गटाने लिग्निन/डीएमसी एकत्रित करणारे कंपोझिट तयार केले जे हेक्साहायड्रॉक्सीमाइनसह समाधानकारक यांत्रिक गुणधर्म प्रदर्शित करतात. डायझोमोनोमर गुंतवणूकीचा फायदा घेत नॉन-आयसोसायंट-पॉलीयरिया मिळवण्याच्या उद्देशाने अतिरिक्त अन्वेषणांमध्ये संभाव्य पेंट अनुप्रयोगांचा अंदाज होता जो किफायतशीरता/विस्तृत सोर्सिंग मार्गांवर प्रकाश टाकत व्हाइनिल-कार्बोनेशियस समकक्षांपेक्षा तुलनात्मक फायदे उदयास येत होते. मोठ्या प्रमाणात संश्लेषित पद्धतींबद्दल काळजीपूर्वक परिश्रम केल्याने सामान्यतः उच्च-तापमान/व्हॅक्यूम वातावरण आवश्यक असते ज्यामुळे सॉल्व्हेंट आवश्यकता नाकारल्या जातात ज्यामुळे कचरा प्रवाह कमी होतात प्रामुख्याने मर्यादित असतात केवळ मिथेनॉल/लहान-रेणू-डायोलिक सांडपाणी एकूणच हिरवे संश्लेषण प्रतिमान स्थापित करतात.
नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेनचे २ वेगवेगळे मऊ भाग
२.१ पॉलिथर पॉलीयुरेथेन
सॉफ्ट सेगमेंट रिपीट युनिट्समध्ये इथर बॉन्ड्सची कमी कोहेजन एनर्जी, सोपे रोटेशन, उत्कृष्ट कमी तापमान लवचिकता आणि हायड्रोलिसिस प्रतिरोध यामुळे पॉलिथर पॉलीयुरेथेन (PEU) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
केबीर आणि इतरांनी कच्चा माल म्हणून डीएमसी, पॉलीथिलीन ग्लायकॉल आणि ब्युटेनेडिओल वापरून पॉलिथर पॉलीयुरेथेनचे संश्लेषण केले, परंतु आण्विक वजन कमी होते (७५०० ~ १४८०० ग्रॅम/मोल), टीजी ० डिग्री सेल्सियसपेक्षा कमी होते आणि वितळण्याचा बिंदू देखील कमी होता (३८ ~ ४८ डिग्री सेल्सियस), आणि ताकद आणि इतर निर्देशक वापराच्या गरजा पूर्ण करणे कठीण होते. झाओ जिंगबोच्या संशोधन गटाने पीईयूचे संश्लेषण करण्यासाठी इथिलीन कार्बोनेट, १, ६-हेक्सानेडियामाइन आणि पॉलीथिलीन ग्लायकॉलचा वापर केला, ज्याचे आण्विक वजन ३१००० ग्रॅम/मोल, तन्य शक्ती ५ ~ २४ एमपीए आणि ०.९% ~ १ ३८८% च्या ब्रेकवर वाढ आहे. सुगंधित पॉलीयुरेथेनच्या संश्लेषित मालिकेचे आण्विक वजन १७,३०० ~ २१,००० ग्रॅम/मोल आहे, Tg -१९ ~ १०℃ आहे, वितळण्याचा बिंदू १०२ ~ ११०℃ आहे, तन्य शक्ती १२ ~ ३८MPa आहे आणि २००% स्थिर लांबीचा लवचिक पुनर्प्राप्ती दर ६९% ~ ८९% आहे.
झेंग लिउचुन आणि ली चुनचेंग यांच्या संशोधन गटाने डायमिथाइल कार्बोनेट आणि १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायमाइनसह इंटरमीडिएट १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायमाइन (BHC) आणि वेगवेगळ्या लहान रेणूंसह सरळ साखळी डायॉल्स आणि पॉलीटेट्राहायड्रोफ्युरेनेडायॉल्स (Mn=2 000) सह पॉलीकंडेन्सेशन तयार केले. नॉन-आयसोसायनेट मार्गासह पॉलिथर पॉलीयुरेथेन (NIPEU) ची मालिका तयार करण्यात आली आणि अभिक्रियेदरम्यान इंटरमीडिएट्सची क्रॉसलिंकिंग समस्या सोडवण्यात आली. NIPEU आणि १, ६-हेक्सामेथिलेनेडायसोसायनेटने तयार केलेल्या पारंपारिक पॉलिथर पॉलीयुरेथेन (HDIPU) ची रचना आणि गुणधर्मांची तुलना तक्ता १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे करण्यात आली.
| नमुना | कठीण रेषाखंड वस्तुमान अपूर्णांक/% | आण्विक वजन/(ग्रॅम)·मोल^(-1)) | आण्विक वजन वितरण निर्देशांक | तन्यता शक्ती/एमपीए | ब्रेकवर वाढ /% |
| NIPEU30 बद्दल | 30 | ७४००० | १.९ | १२.५ | १२५० |
| NIPEU40 बद्दल | 40 | ६६००० | २.२ | ८.० | ५५० |
| एचडीआयपीयू३० | 30 | ४६००० | १.९ | ३१.३ | १४४० |
| एचडीआयपीयू४० | 40 | ५४००० | २.० | २५.८ | १३६० |
तक्ता १
तक्ता १ मधील निकाल दर्शवितात की NIPEU आणि HDIPU मधील संरचनात्मक फरक मुख्यतः कठीण भागामुळे आहेत. NIPEU च्या साईड रिअॅक्शनमुळे निर्माण होणारा युरिया गट यादृच्छिकपणे कठीण भागाच्या आण्विक साखळीत एम्बेड केला जातो, ज्यामुळे कठीण भाग तोडून क्रमबद्ध हायड्रोजन बंध तयार होतात, परिणामी कठीण भागाच्या आण्विक साखळ्यांमध्ये कमकुवत हायड्रोजन बंध तयार होतात आणि कठीण भागाची स्फटिकता कमी होते, ज्यामुळे NIPEU चे कमी फेज वेगळे होते. परिणामी, त्याचे यांत्रिक गुणधर्म HDIPU पेक्षा खूपच वाईट असतात.
२.२ पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन
पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन (PETU) ज्यामध्ये पॉलिस्टर डायल्स मऊ भाग म्हणून असतात, त्यात चांगली जैवविघटनक्षमता, जैव सुसंगतता आणि यांत्रिक गुणधर्म असतात आणि ते ऊती अभियांत्रिकी स्कॅफोल्ड तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते, जे एक जैववैद्यकीय साहित्य आहे ज्याच्या वापराची उत्तम शक्यता आहे. पॉलिस्टर डायल्स सामान्यतः मऊ भागांमध्ये वापरले जातात ते म्हणजे पॉलीब्यूटिलीन अॅडिपेट डायोल, पॉलीग्लायकोल अॅडिपेट डायोल आणि पॉलीकाप्रोलॅक्टोन डायोल.
यापूर्वी, रोकिकी आणि इतरांनी वेगवेगळे NIPU मिळविण्यासाठी इथिलीन कार्बोनेटची डायमाइन आणि वेगवेगळ्या डायल्स (1, 6-हेक्सानेडिओल,1, 10-एन-डोडेकॅनॉल) सह अभिक्रिया केली, परंतु संश्लेषित NIPU मध्ये कमी आण्विक वजन आणि कमी Tg होते. फरहाडियन आणि इतरांनी सूर्यफूल बियाण्याचे तेल कच्चा माल म्हणून वापरून पॉलीसायक्लिक कार्बोनेट तयार केले, नंतर बायो-बेस्ड पॉलीमाइन्ससह मिसळले, प्लेटवर लेपित केले आणि थर्मोसेटिंग पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन फिल्म मिळविण्यासाठी 24 तासांसाठी 90 ℃ वर बरे केले, ज्यामुळे चांगली थर्मल स्थिरता दिसून आली. साउथ चायना युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीमधील झांग लिकुन यांच्या संशोधन गटाने डायमाइन्स आणि चक्रीय कार्बोनेट्सची मालिका संश्लेषित केली आणि नंतर बायोबेस्ड डायबॅसिक अॅसिडसह घनरूप करून बायोबेस्ड पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन मिळवले. चायनीज अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या निंगबो इन्स्टिट्यूट ऑफ मटेरियल्स रिसर्चमधील झू जिन यांच्या संशोधन गटाने हेक्साडायमाइन आणि व्हाइनिल कार्बोनेट वापरून डायमिनोडायॉल हार्ड सेगमेंट तयार केले आणि नंतर बायो-बेस्ड असंतृप्त डायबॅसिक अॅसिडसह पॉलीकॉन्डेन्सेशन करून पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेनची मालिका मिळवली, जी अल्ट्राव्हायोलेट क्युरिंगनंतर पेंट म्हणून वापरली जाऊ शकते [23]. झेंग लिउचुन आणि ली चुनचेंग यांच्या संशोधन गटाने संबंधित पॉलिस्टर डायल्स मऊ सेगमेंट म्हणून तयार करण्यासाठी वेगवेगळ्या कार्बन अणुक्रमांकांसह अॅडिपिक अॅसिड आणि चार अ‍ॅलिफॅटिक डायल्स (ब्यूटेनेडिओल, हेक्साडायॉल, ऑक्टेनेडिओल आणि डेकेनेडिओल) वापरले; नॉन-आयसोसायनेट पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन (PETU) चा एक गट, ज्याचे नाव अ‍ॅलिफॅटिक डायल्सच्या कार्बन अणूंच्या संख्येवरून ठेवले गेले आहे, तो BHC आणि डायल्सने तयार केलेल्या हायड्रॉक्सी-सील्ड हार्ड सेगमेंट प्रीपॉलिमरसह पॉलीकॉन्डेन्सेशन वितळवून मिळवला गेला. PETU चे यांत्रिक गुणधर्म तक्ता 2 मध्ये दर्शविले आहेत.
| नमुना | तन्यता शक्ती/एमपीए | लवचिक मापांक/एमपीए | ब्रेकवर वाढ /% |
| पीईटीयू४ | ६.९±१.० | 36±8 | ६७३±35 |
| पीईटीयू६ | १०.१±१.० | 55±4 | ५६८±32 |
| पीईटीयू८ | ९.०±०.८ | 47±4 | ५५१±25 |
| पीईटीयू१० | ८.८±०.१ | 52±5 | १३७±23 |
तक्ता २
निकालांवरून असे दिसून येते की PETU4 च्या मऊ भागामध्ये कार्बोनिल घनता सर्वाधिक आहे, कठीण भागासह सर्वात मजबूत हायड्रोजन बंध आहे आणि सर्वात कमी फेज पृथक्करण डिग्री आहे. मऊ आणि कठीण दोन्ही भागांचे स्फटिकीकरण मर्यादित आहे, जे कमी वितळण्याचा बिंदू आणि तन्य शक्ती दर्शवते, परंतु ब्रेकवर सर्वाधिक वाढ दर्शवते.
२.३ पॉली कार्बोनेट पॉलीयुरेथेन
पॉली कार्बोनेट पॉलीयुरेथेन (पीसीयू), विशेषतः अ‍ॅलिफॅटिक पीसीयू, उत्कृष्ट हायड्रोलिसिस प्रतिरोध, ऑक्सिडेशन प्रतिरोध, चांगली जैविक स्थिरता आणि जैव सुसंगतता आहे आणि बायोमेडिसिनच्या क्षेत्रात चांगल्या अनुप्रयोगाच्या शक्यता आहेत. सध्या, बहुतेक तयार केलेले एनआयपीयू मऊ भाग म्हणून पॉलिथर पॉलीओल्स आणि पॉलिस्टर पॉलीओल्स वापरतात आणि पॉली कार्बोनेट पॉलीयुरेथेनवर काही संशोधन अहवाल आहेत.
साउथ चायना युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील तियान हेंगशुई यांच्या संशोधन गटाने तयार केलेल्या नॉन-आयसोसायनेट पॉली कार्बोनेट पॉलीयुरेथेनचे आण्विक वजन ५०,००० ग्रॅम/मोलपेक्षा जास्त आहे. पॉलिमरच्या आण्विक वजनावर प्रतिक्रिया परिस्थितीचा प्रभाव अभ्यासला गेला आहे, परंतु त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांचा अहवाल देण्यात आला नाही. झेंग लिउचुन आणि ली चुनचेंग यांच्या संशोधन गटाने डीएमसी, हेक्सानेडायमाइन, हेक्साडिओल आणि पॉली कार्बोनेट डायल्स वापरून पीसीयू तयार केले आणि हार्ड सेगमेंट रिपीटिंग युनिटच्या वस्तुमान अंशानुसार पीसीयूचे नाव दिले. यांत्रिक गुणधर्म तक्ता ३ मध्ये दर्शविले आहेत.
| नमुना | तन्यता शक्ती/एमपीए | लवचिक मापांक/एमपीए | ब्रेकवर वाढ /% |
| पीसीयू१८ | 17±१ | 36±8 | ६६५±24 |
| पीसीयू३३ | 19±१ | १०७±9 | ६५६±33 |
| पीसीयू४६ | 21±१ | १५०±16 | ४०७±23 |
| पीसीयू५७ | 22±2 | २१०±17 | २६२±27 |
| पीसीयू६७ | 27±2 | ४००±13 | 63±5 |
| पीसीयू८२ | 29±१ | ५१८±34 | 26±5 |
तक्ता ३
निकालांवरून असे दिसून येते की PCU चे आण्विक वजन जास्त आहे, 6×104 ~ 9×104g/mol पर्यंत, वितळण्याचा बिंदू 137 ℃ पर्यंत आणि तन्य शक्ती 29 MPa पर्यंत आहे. या प्रकारच्या PCU चा वापर कठोर प्लास्टिक म्हणून किंवा इलास्टोमर म्हणून केला जाऊ शकतो, ज्याचा बायोमेडिकल क्षेत्रात (जसे की मानवी ऊतक अभियांत्रिकी स्कॅफोल्ड्स किंवा हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी इम्प्लांट साहित्य) चांगला वापर होण्याची शक्यता आहे.
२.४ हायब्रिड नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेन
हायब्रिड नॉन-आयसोसायनेट पॉलीयुरेथेन (हायब्रिड एनआयपीयू) म्हणजे पॉलीयुरेथेन आण्विक फ्रेमवर्कमध्ये इपॉक्सी रेझिन, अ‍ॅक्रिलेट, सिलिका किंवा सिलोक्सेन गटांचा समावेश करून एक आंतरभेदक नेटवर्क तयार करणे, पॉलीयुरेथेनची कार्यक्षमता सुधारणे किंवा पॉलीयुरेथेनला वेगवेगळी कार्ये देणे.
फेंग युएलन आणि इतरांनी पेंटामोनिक चक्रीय कार्बोनेट (CSBO) संश्लेषित करण्यासाठी बायो-बेस्ड इपॉक्सी सोयाबीन तेलाचे CO2 सह अभिक्रिया केली आणि अमाइनसह घनरूप झालेल्या CSBO द्वारे तयार केलेल्या NIPU ला अधिक सुधारण्यासाठी अधिक कठोर साखळी विभागांसह बिस्फेनॉल A डायग्लिसिडिल इथर (इपॉक्सी रेझिन E51) सादर केले. आण्विक साखळीमध्ये ओलेइक अॅसिड/लिनोलिक अॅसिडचा एक लांब लवचिक साखळी विभाग असतो. त्यात अधिक कठोर साखळी विभाग देखील असतात, ज्यामुळे त्यात उच्च यांत्रिक शक्ती आणि उच्च कडकपणा असतो. काही संशोधकांनी डायथिलीन ग्लायकॉल बायसायक्लिक कार्बोनेट आणि डायमाइनच्या रेट-ओपनिंग रिअॅक्शनद्वारे फ्युरन एंड ग्रुपसह तीन प्रकारचे NIPU प्रीपॉलिमर देखील संश्लेषित केले आणि नंतर स्वयं-उपचार कार्यासह मऊ पॉलीयुरेथेन तयार करण्यासाठी असंतृप्त पॉलिस्टरसह अभिक्रिया केली आणि मऊ NIPU ची उच्च स्वयं-उपचार कार्यक्षमता यशस्वीरित्या साकार केली. हायब्रिड NIPU मध्ये केवळ सामान्य NIPU ची वैशिष्ट्ये नाहीत तर त्यात चांगले आसंजन, आम्ल आणि अल्कली गंज प्रतिरोध, सॉल्व्हेंट प्रतिरोध आणि यांत्रिक शक्ती देखील असू शकते.
३ आउटलुक
NIPU हे विषारी आयसोसायनेटचा वापर न करता तयार केले जाते आणि सध्या फोम, कोटिंग, अॅडेसिव्ह, इलास्टोमर आणि इतर उत्पादनांच्या स्वरूपात त्याचा अभ्यास केला जात आहे आणि त्याच्या वापराच्या विस्तृत शक्यता आहेत. तथापि, त्यापैकी बहुतेक अजूनही प्रयोगशाळेतील संशोधनापुरते मर्यादित आहेत आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन होत नाही. याव्यतिरिक्त, लोकांच्या राहणीमानात सुधारणा आणि मागणीत सतत वाढ झाल्यामुळे, एकाच कार्यासह किंवा अनेक कार्यांसह NIPU हे अँटीबॅक्टेरियल, स्व-दुरुस्ती, आकार स्मृती, ज्वालारोधक, उच्च उष्णता प्रतिरोधकता इत्यादीसारख्या महत्त्वाच्या संशोधन दिशा बनल्या आहेत. म्हणूनच, भविष्यातील संशोधनात औद्योगिकीकरणाच्या प्रमुख समस्या कशा सोडवायच्या हे समजून घेतले पाहिजे आणि कार्यात्मक NIPU तयार करण्याची दिशा शोधत राहिले पाहिजे.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-२९-२०२४