ຄວາມຄືບຫນ້າຂອງການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບ Polyurethanes ທີ່ບໍ່ແມ່ນ Isocyanate
ນັບຕັ້ງແຕ່ການນໍາສະເຫນີຂອງພວກເຂົາໃນປີ 1937, ວັດສະດຸ polyurethane (PU) ໄດ້ພົບເຫັນການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທົ່ວຂະແຫນງການຕ່າງໆລວມທັງການຂົນສົ່ງ, ການກໍ່ສ້າງ, ປິໂຕເຄມີ, ແຜ່ນແພ, ວິສະວະກໍາກົນຈັກແລະໄຟຟ້າ, ການບິນອະວະກາດ, ການດູແລສຸຂະພາບ, ແລະກະສິກໍາ. ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໃຊ້ໃນຮູບແບບເຊັ່ນ: ພາດສະຕິກໂຟມ, ເສັ້ນໃຍ, elastomers, ຕົວແທນກັນນ້ໍາ, ຫນັງສັງເຄາະ, ການເຄືອບ, ກາວ, ວັດສະດຸປູພື້ນແລະອຸປະກອນການແພດ. PU ແບບດັ້ງເດີມໄດ້ຖືກສັງເຄາະຕົ້ນຕໍຈາກສອງຫຼືຫຼາຍກວ່າ isocyanates ພ້ອມກັບ polyols macromolecular ແລະຕົວຂະຫຍາຍຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂະຫນາດນ້ອຍ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມເປັນພິດທີ່ປະກົດຕົວຂອງ isocyanates ມີຄວາມສ່ຽງທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງມະນຸດແລະສິ່ງແວດລ້ອມ; ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກມັນມັກຈະມາຈາກ phosgene - ທາດຄາຣະວາທີ່ເປັນພິດສູງ - ແລະວັດຖຸດິບ amine ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ.
ໃນແງ່ຂອງການປະຕິບັດອຸດສາຫະກໍາເຄມີໃນປະຈຸບັນຂອງການປະຕິບັດການພັດທະນາສີຂຽວແລະຍືນຍົງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສຸມໃສ່ການທົດແທນ isocyanates ກັບຊັບພະຍາກອນທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມໃນຂະນະທີ່ຄົ້ນຫາເສັ້ນທາງການສັງເຄາະໃຫມ່ສໍາລັບ polyurethanes ທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate (NIPU). ເອກະສານສະບັບນີ້ແນະນໍາວິທີການກະກຽມສໍາລັບ NIPU ໃນຂະນະທີ່ທົບທວນຄວາມກ້າວຫນ້າໃນປະເພດຕ່າງໆຂອງ NIPUs ແລະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຄວາມສົດໃສດ້ານໃນອະນາຄົດຂອງພວກເຂົາເພື່ອສະຫນອງການອ້າງອີງສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າຕື່ມອີກ.
1 ການສັງເຄາະຂອງ Polyurethanes ທີ່ບໍ່ແມ່ນ Isocyanate
ການສັງເຄາະຄັ້ງທໍາອິດຂອງທາດປະສົມ carbamate ທີ່ມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຕ່ໍາໂດຍໃຊ້ monocyclic carbonates ສົມທົບກັບ aliphatic diamines ເກີດຂຶ້ນຢູ່ຕ່າງປະເທດໃນຊຸມປີ 1950 - ເປັນຈຸດສໍາຄັນຕໍ່ກັບການສັງເຄາະ polyurethane ທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate. ໃນປັດຈຸບັນມີສອງວິທີການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຜະລິດ NIPU: ທໍາອິດກ່ຽວຂ້ອງກັບການເພີ່ມປະຕິກິລິຍາແບບຂັ້ນຕອນລະຫວ່າງ binary cyclic carbonates ແລະ binary amines; ອັນທີສອງປະກອບມີປະຕິກິລິຍາ polycondensation ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຕົວກາງ diurethane ຄຽງຄູ່ກັບ diols ທີ່ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການແລກປ່ຽນໂຄງສ້າງພາຍໃນ carbamates. Diamarboxylate intermediates ສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍຜ່ານເສັ້ນທາງ cyclic carbonate ຫຼື dimethyl carbonate (DMC); ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວວິທີການທັງຫມົດປະຕິກິລິຍາໂດຍຜ່ານກຸ່ມອາຊິດຄາບອນທີ່ໃຫ້ຜົນຜະລິດຂອງ carbamate.
ພາກສ່ວນຕໍ່ໄປນີ້ອະທິບາຍຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບສາມວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການສັງເຄາະ polyurethane ໂດຍບໍ່ມີການນໍາໃຊ້ isocyanate.
1.1 ເສັ້ນທາງຄາບອນໄຮໂດຼລິກ Binary Cyclic
NIPU ສາມາດສັງເຄາະໄດ້ໂດຍການເພີ່ມເປັນຂັ້ນຕອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ binary cyclic carbonate ບວກກັບ binary amine ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 1.
ເນື່ອງຈາກຫຼາຍກຸ່ມ hydroxyl ທີ່ມີຢູ່ໃນຫນ່ວຍງານຊ້ໍາຊ້ອນຕາມໂຄງສ້າງລະບົບຕ່ອງໂສ້ຕົ້ນຕໍຂອງມັນວິທີການນີ້ໂດຍທົ່ວໄປຈຶ່ງໃຫ້ຜົນຕອບແທນທີ່ເອີ້ນວ່າ polyβ-hydroxyl polyurethane (PHU). Leitsch et al., ພັດທະນາຊຸດຂອງ polyether PHUs ທີ່ໃຊ້ polyethers cyclic carbonate-terminated ຄຽງຄູ່ກັບ amines binary ບວກກັບໂມເລກຸນຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ໄດ້ມາຈາກ binary cyclic carbonates - ປຽບທຽບເຫຼົ່ານີ້ກັບວິທີການພື້ນເມືອງທີ່ໃຊ້ໃນການກະກຽມ polyether PUs. ການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຂົາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າກຸ່ມ hydroxyl ພາຍໃນ PHUs ພ້ອມສ້າງພັນທະບັດ hydrogen ກັບອະຕອມໄນໂຕຣເຈນ / ອົກຊີເຈນທີ່ຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນສ່ວນອ່ອນ / ແຂງ; ການປ່ຽນແປງລະຫວ່າງພາກສ່ວນອ່ອນຍັງມີອິດທິພົນຕໍ່ພຶດຕິກໍາການຜູກມັດ hydrogen ເຊັ່ນດຽວກັນກັບລະດັບການແຍກ microphase ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນລັກສະນະການປະຕິບັດໂດຍລວມ.
ໂດຍປົກກະຕິການດໍາເນີນການຕ່ໍາກວ່າອຸນຫະພູມເກີນ 100 °C ເສັ້ນທາງນີ້ບໍ່ມີຜົນກໍາໄລໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຕິກິຣິຍາເຮັດໃຫ້ມັນຂ້ອນຂ້າງ insensitive ກັບຄວາມຊຸ່ມໃນຂະນະທີ່ໃຫ້ຜົນຜະລິດຜະລິດຕະພັນຄົງທີ່ບໍ່ມີຄວາມກັງວົນການລະເຫີຍຢ່າງໃດກໍຕາມຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ສານລະລາຍປອດສານພິດທີ່ມີລັກສະນະເປັນຂົ້ວທີ່ເຂັ້ມແຂງເຊັ່ນ: dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide ຂະຫຍາຍເວລາໃດນຶ່ງມື້ (DMF). ຈົນກ່ວາຫ້າມື້ມັກຈະໃຫ້ຜົນຜະລິດນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຕ່ໍາເລື້ອຍໆຫຼຸດລົງພາຍໃຕ້ຂອບເຂດປະມານ 30k g / mol ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມທ້າທາຍການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ເນື່ອງຈາກມີເຫດຜົນສ່ວນໃຫຍ່ທັງສອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໃນນັ້ນບວກໃສ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງບໍ່ພຽງພໍສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍ PHUs ຜົນໄດ້ຮັບເຖິງວ່າຈະມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ແຜ່ຂະຫຍາຍອຸປະກອນການທໍາລາຍໂດເມນຮູບຮ່າງຂອງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາການກໍ່ສ້າງ foams. ແລະອື່ນໆ.
1.2 ເສັ້ນທາງຄາບອນໂມໂນໄຊລິກ
Monocylic carbonate reacts ໂດຍກົງກັບ diamine ຜົນໄດ້ຮັບ dicarbamate ຄອບຄອງ hydroxyl end-groups, ຫຼັງຈາກນັ້ນຜ່ານປະຕິສໍາພັນ transesterification / polycondensation ພິເສດຄຽງຄູ່ກັບ diols ໃນທີ່ສຸດຈະສ້າງໂຄງສ້າງ NIPU ຄ້າຍຄືກັນກັບຄູ່ຮ່ວມດັ້ງເດີມທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນສາຍຕາໂດຍຜ່ານຮູບ 2.
ຕົວແປ monocylic ທີ່ໃຊ້ວຽກທົ່ວໄປປະກອບມີ ethylene & propylene ຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີກາກບອນ, ບ່ອນທີ່ທີມງານຂອງ Zhao Jingbo ຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກເຄມີຂອງປັກກິ່ງໄດ້ມີສ່ວນຮ່ວມ diamines ທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ເຮັດປະຕິກິລິຍາຕໍ່ບັນດາຫນ່ວຍງານຮອບວຽນທີ່ກ່າວວ່າໃນເບື້ອງຕົ້ນໄດ້ຮັບຕົວກາງ dicarbamate ທີ່ມີໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ອນທີ່ຈະດໍາເນີນການຕໍ່ໄລຍະການ condensation ຂອງ polytherls-hydriools-theriolsut. ສິ້ນສຸດການສ້າງສາຍຜະລິດຕະພັນຕາມລໍາດັບທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນ / ກົນຈັກທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈເຖິງຈຸດລະລາຍຂຶ້ນເທິງ hovering ໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍປະມານ 125 ~ 161 ° C ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ tensile ສູງສຸດຢູ່ໃກ້ກັບອັດຕາການຍືດຕົວຂອງ 24MPa ຢູ່ໃກ້ກັບ 1476%. Wang et al., ການປະສົມປະສານທີ່ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກັນທີ່ປະກອບດ້ວຍ DMC ຈັບຄູ່ຕາມລໍາດັບ w/hexamethylenediamine/cyclocarbonated precursors ສັງເຄາະອະນຸພັນ hydroxy-terminated ຕໍ່ມາໄດ້ຮັບອາຊິດ biobased ເຊັ່ນ oxalic/sebacic/acids adipic-acid-terephtalics ໄລຍະສຸດທ້າຍ 28 ບັນລຸຜົນ 28 ຄະແນນ. g/mol ຄວາມແຮງ tensile ຜັນຜວນ 9 ~ 17 MPa elongations ແຕກຕ່າງກັນ 35% ~ 235%.
Cyclocarbonic esters ມີສ່ວນຮ່ວມຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງໃຊ້ຕົວເລັ່ງລັດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂປົກກະຕິທີ່ຮັກສາອຸນຫະພູມປະມານ 80 °ຫາ 120 ° C, transesterifications ຕໍ່ມາມັກຈະໃຊ້ລະບົບ catalytic ທີ່ອີງໃສ່ organotin ເພື່ອຮັບປະກັນການປຸງແຕ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດບໍ່ເກີນ 200 °. ນອກເຫນືອຈາກຄວາມພະຍາຍາມຂອງ condensation ພຽງແຕ່ແນໃສ່ວັດສະດຸປ້ອນ diolic ທີ່ມີຄວາມສາມາດເຮັດຕົວຂອງມັນເອງpolymerization / deglycolysis ປະກົດການທີ່ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຜະລິດຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຕ້ອງການ renders ວິທີການທີ່ປະກົດຂຶ້ນເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຫ້ຜົນຜະລິດ methanol / ຂະຫນາດນ້ອຍ - molecule-diolic residues ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງນໍາສະເຫນີທາງເລືອກອຸດສາຫະກໍາທີ່ເປັນໄປໄດ້ກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ.
1.3 Dimethyl Carbonate ເສັ້ນທາງ
DMC ເປັນຕົວແທນທາງລະບົບນິເວດທີ່ມີສຽງ / ບໍ່ມີສານພິດທີ່ມີ moieties ທີ່ເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍລວມທັງການຕັ້ງຄ່າ methyl / methoxy / carbonyl ເສີມສ້າງໂປຣໄຟລ໌ reactivity ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຮັດໃຫ້ການມີສ່ວນພົວພັນໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍ DMC ໂຕ້ຕອບໂດຍກົງ w / diamines ກອບເປັນຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ methyl-carbamate terminated ການປະຕິບັດການລະລາຍໄດ້ປະຕິບັດຕາມຫຼັງຈາກນັ້ນ. small-chain-extender-diolics/larger-polyol constituents ນໍາພາການເກີດໃຫມ່ໃນທີ່ສຸດທີ່ຊອກຫາໂຄງສ້າງໂພລີເມີທີ່ເຫັນໄດ້ຕາມຄວາມເຫມາະສົມໂດຍຜ່ານຮູບທີ 3.
Deepa et.al ນຳໃຊ້ທຶນຕາມນະໂຍບາຍດ້ານທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງທີ່ນຳໃຊ້ຕົວເລັ່ງລັດ sodium methoxide orchestrating ການສ້າງຕົວກາງທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ ຕໍ່ມາການຂະຫຍາຍເປົ້າໝາຍທີ່ເຮັດໄດ້ culminating series equivalent hard-segment compositions attaining molecular weight approximating(3 ~20)x10^3g/ spanning glass ~03(temperature transition temperature). Pan Dongdong ເລືອກຄູ່ຍຸດທະສາດທີ່ປະກອບດ້ວຍ DMC hexamethylene-diaminopolycarbonate-polyalcohols realizing ຜົນໄດ້ຮັບ noteworthy manifesting metrics tensile-strength oscillating10-15MPa elongation ratios approaching1000%-1400%. ການຕິດຕາມການສືບສວນອ້ອມຂ້າງອິດທິພົນການຂະຫຍາຍຕ່ອງໂສ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມມັກໃນການຈັດຮຽງການເລືອກ butanediol/ hexanediol ເມື່ອຄວາມສະເໝີພາບຂອງເລກປະລໍາມະນູຮັກສາຄວາມສະເໝີພາບທີ່ສົ່ງເສີມການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕາມລໍາດັບທີ່ສັງເກດເຫັນໃນທົ່ວຕ່ອງໂສ້. ກຸ່ມຂອງ Sarazin ກະກຽມອົງປະກອບທີ່ປະສົມປະສານ lignin/DMC ຄຽງຄູ່ກັບການສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການຕອບແທນຂອງ hexahydroxyamine. ຢູ່ທີ່ 230℃ .ການສຳຫຼວດເພີ່ມເຕີມເພື່ອແນໃສ່ນຳໃຊ້ການມີສ່ວນພົວພັນຂອງ diazomonomer ທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyante-polyureas ຄາດວ່າຈະມີການນຳໃຊ້ສີທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນມາປຽບທຽບກັບຄູ່ຮ່ວມເພດ vinyl-carbonaceous ທີ່ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ/ການສະໜອງແຫຼ່ງທີ່ກວ້າງຂວາງກວ່າ. ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສູງ/ອຸນຫະພູມ/ສູນຍາກາດທີ່ປະຕິເສດຄວາມຕ້ອງການຂອງສານລະລາຍ ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ກະແສສິ່ງເສດເຫຼືອໜ້ອຍລົງ ສ່ວນໃຫຍ່ມີຈຳກັດພຽງຢ່າງດຽວ ສະເພາະແຕ່ທາດ methanol/small-molecule-diolic effluents ທີ່ສ້າງຂະບວນການສັງເຄາະສີຂຽວກວ່າ.
2 ພາກສ່ວນອ່ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ polyurethane ທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate
2.1 ໂພລີຢູຣີເທນ Polyether
Polyether polyurethane (PEU) ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກວ່າພະລັງງານການເຊື່ອມໂລຫະຕ່ໍາຂອງພັນທະບັດ ether ຢູ່ໃນຫົວຫນ່ວຍຊ້ໍາ ໆ ອ່ອນໆ, ພືດຫມູນວຽນງ່າຍ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາທີ່ດີເລີດແລະການຕໍ່ຕ້ານ hydrolysis.
Kebir et al. polyether polyurethane ທີ່ສັງເຄາະດ້ວຍ DMC, polyethylene glycol ແລະ butanediol ເປັນວັດຖຸດິບ, ແຕ່ນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນແມ່ນຕໍ່າ (7 500 ~ 14 800g / mol), Tg ຕ່ໍາກວ່າ 0 ℃, ແລະຈຸດລະລາຍຍັງຕໍ່າ (38 ~ 48 ℃), ຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຕົວຊີ້ວັດອື່ນໆແມ່ນຍາກທີ່ຈະຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການນໍາໃຊ້. ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Zhao Jingbo ໄດ້ນໍາໃຊ້ ethylene carbonate, 1, 6-hexanediamine ແລະ polyethylene glycol ເພື່ອສັງເຄາະ PEU, ທີ່ມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂອງ 31 000g / mol, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ຂອງ 5 ~ 24MPa, ແລະ elongation ພັກຜ່ອນຂອງ 0.9% ~ 1 388%. ນ້ ຳ ໜັກ ໂມເລກຸນຂອງ polyurethanes ທີ່ສັງເຄາະແມ່ນ 17 300 ~ 21 000g / mol, Tg ແມ່ນ -19 ~ 10 ℃, ຈຸດລະລາຍແມ່ນ 102 ~ 110 ℃, ຄວາມທົນທານຂອງ tensile ແມ່ນ 12 ~ 38MPa, ແລະອັດຕາການຟື້ນຟູ elastic ຂອງ 200% 9% ~ 8%.
ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Zheng Liuchun ແລະ Li Chuncheng ກະກຽມ intermediate 1, 6-hexamethylenediamine (BHC) ກັບ dimethyl carbonate ແລະ 1, 6-hexamethylenediamine, ແລະ polycondensation ກັບໂມເລກຸນຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ diols ຕ່ອງໂສ້ຊື່ແລະ polytetrahydrofuranediol (Mn = 2 000). ຊຸດຂອງ polyether polyurethanes (NIPEU) ທີ່ມີເສັ້ນທາງທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate ໄດ້ຖືກກະກຽມ, ແລະບັນຫາ crosslinking ຂອງຕົວກາງໃນລະຫວ່າງການຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກແກ້ໄຂ. ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດຂອງ polyether polyurethane ແບບດັ້ງເດີມ (HDIPU) ທີ່ກະກຽມໂດຍ NIPEU ແລະ 1, 6-hexamethylene diisocyanate ໄດ້ຖືກປຽບທຽບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1.
| ຕົວຢ່າງ | ເສດສ່ວນມະຫາຊົນຂອງພາກສ່ວນແຂງ/% | ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນ/(g·mol^(-1)) | ດັດຊະນີການກະຈາຍນ້ຳໜັກໂມເລກຸນ | ຄວາມແຮງ tensile/MPa | ການຍືດຕົວໃນເວລາພັກຜ່ອນ/% |
| 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 |
ຕາຕະລາງ 1
ຜົນໄດ້ຮັບໃນຕາຕະລາງ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໂຄງສ້າງລະຫວ່າງ NIPEU ແລະ HDIPU ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນສ່ວນທີ່ແຂງ. ກຸ່ມ urea ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍປະຕິກິລິຍາຂ້າງຄຽງຂອງ NIPEU ຖືກຝັງຢູ່ໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂອງພາກແຂງ, ແຍກສ່ວນແຂງເພື່ອສ້າງເປັນພັນທະບັດໄຮໂດເຈນທີ່ສັ່ງ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ພັນທະບັດໄຮໂດເຈນທີ່ອ່ອນແອລະຫວ່າງຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂອງສ່ວນແຂງແລະຄວາມຄົມຊັດຕ່ໍາຂອງສ່ວນແຂງ, ເຮັດໃຫ້ມີການແຍກ NIPE ໄລຍະຕ່ໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງມັນແມ່ນຮ້າຍແຮງກວ່າ HDIPU.
2.2 Polyester Polyurethane
Polyester polyurethane (PETU) ກັບ polyester diols ເປັນສ່ວນອ່ອນມີ biodegradability ດີ, biocompatibility ແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກ, ແລະສາມາດໄດ້ຮັບການນໍາໃຊ້ເພື່ອກະກຽມ scaffolds ວິສະວະກໍາຈຸລັງ, ຊຶ່ງເປັນອຸປະກອນການ biomedical ມີຄວາມສົດໃສດ້ານຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່. Polyester diols ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນສ່ວນອ່ອນແມ່ນ polybutylene adipate diol, polyglycol adipate diol ແລະ polycaprolactone diol.
ກ່ອນຫນ້ານີ້, Rokicki et al. reacted ethylene carbonate ກັບ diamine ແລະ diols ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (1, 6-hexanediol, 1, 10-n-dodecanol) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ NIPU ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ NIPU ທີ່ສັງເຄາະມີນ້ໍາໂມເລກຸນຕ່ໍາແລະ Tg ຕ່ໍາ. Farhadian et al. ການກະກຽມ polycyclic carbonate ນໍາໃຊ້ນ້ໍາແກ່ນ sunflower ເປັນວັດຖຸດິບ, ຫຼັງຈາກນັ້ນປະສົມກັບ polyamines ຊີວະພາບ, ເຄືອບໃສ່ແຜ່ນ, ແລະປິ່ນປົວຢູ່ທີ່ 90 ℃ສໍາລັບ 24 h ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ thermosetting ຮູບເງົາ polyurethane polyester, ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ. ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Zhang Liqun ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຢີພາກໃຕ້ຂອງຈີນໄດ້ສັງເຄາະສານ diamines ແລະ cyclic carbonates, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ condensed ກັບ biobased ອາຊິດ dibasic ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ polyurethane polyester biobased. ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Zhu Jin ທີ່ສະຖາບັນຄົ້ນຄ້ວາວັດສະດຸ Ningbo, ສະຖາບັນວິທະຍາສາດຈີນໄດ້ກະກຽມສ່ວນແຂງຂອງ diaminodiol ໂດຍໃຊ້ hexadiamine ແລະ vinyl carbonate, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ polycondensation ດ້ວຍອາຊິດ dibasic unsaturated ຊີວະພາບເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຊຸດຂອງ polyurethane polyester, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນສີຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວ ultraviolet [23]. ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Zheng Liuchun ແລະ Li Chuncheng ໄດ້ນໍາໃຊ້ອາຊິດ adipic ແລະສີ່ diol aliphatic (butanediol, hexadiol, octanediol ແລະ decanediol) ທີ່ມີຈໍານວນປະລໍາມະນູກາກບອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອກະກຽມ diols polyester ທີ່ສອດຄ້ອງກັນເປັນສ່ວນອ່ອນ; ກຸ່ມຂອງ polyurethane polyester ທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate (PETU), ທີ່ມີຊື່ຕາມຈໍານວນຂອງປະລໍາມະນູກາກບອນຂອງ diols aliphatic, ໄດ້ຮັບໂດຍການລະລາຍ polycondensation ກັບ hydroxy-sealed ແຂງ prepolymer ກະກຽມໂດຍ BHC ແລະ diols. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງ PETU ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 2.
| ຕົວຢ່າງ | ຄວາມແຮງ tensile/MPa | ໂມດູລສຕິກ/MPa | ການຍືດຕົວໃນເວລາພັກຜ່ອນ/% |
| 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 |
ຕາຕະລາງ 2
ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສ່ວນອ່ອນຂອງ PETU4 ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ carbonyl ສູງສຸດ, ພັນທະບັດ hydrogen ທີ່ແຂງແຮງທີ່ສຸດກັບສ່ວນແຂງ, ແລະລະດັບການແຍກໄລຍະຕ່ໍາສຸດ. crystallization ຂອງທັງສອງສ່ວນອ່ອນແລະແຂງແມ່ນຈໍາກັດ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດ melting ຕ່ໍາແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile, ແຕ່ elongation ສູງສຸດທີ່ແຕກຫັກ.
2.3 ໂພລີຄາບອນໂພລີຢູຣີເທນ
Polycarbonate polyurethane (PCU), ໂດຍສະເພາະແມ່ນ aliphatic PCU, ມີການຕໍ່ຕ້ານ hydrolysis ທີ່ດີເລີດ, ການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງຊີວະພາບທີ່ດີແລະ biocompatibility, ແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານການນໍາໃຊ້ທີ່ດີໃນພາກສະຫນາມຂອງ biomedicine. ໃນປັດຈຸບັນ, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງ NIPU ທີ່ຖືກກະກຽມໃຊ້ polyether polyols ແລະ polyester polyols ເປັນສ່ວນອ່ອນ, ແລະມີບົດລາຍງານການຄົ້ນຄວ້າຈໍານວນຫນ້ອຍກ່ຽວກັບ polycarbonate polyurethane.
ໂພລີຢູຣີເທນທີ່ບໍ່ແມ່ນ isocyanate ທີ່ກະກຽມໂດຍກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Tian Hengshui ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຢີພາກໃຕ້ຂອງຈີນມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຫຼາຍກ່ວາ 50 000 g / mol. ອິດທິພົນຂອງເງື່ອນໄຂປະຕິກິລິຍາຕໍ່ນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂອງໂພລີເມີໄດ້ຖືກສຶກສາ, ແຕ່ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຖືກລາຍງານ. ກຸ່ມຄົ້ນຄວ້າຂອງ Zheng Liuchun ແລະ Li Chuncheng ໄດ້ກະກຽມ PCU ໂດຍໃຊ້ DMC, hexanediamine, hexadiol ແລະ polycarbonate diols, ແລະຕັ້ງຊື່ PCU ຕາມສ່ວນຫນຶ່ງຂອງມະຫາຊົນຂອງຫນ່ວຍງານທີ່ຊ້ໍາກັນ. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 3.
| ຕົວຢ່າງ | ຄວາມແຮງ tensile/MPa | ໂມດູລສຕິກ/MPa | ການຍືດຕົວໃນເວລາພັກຜ່ອນ/% |
| PCU18 | 17±1 | 36±8 | 665±24 |
| PCU33 | 19±1 | 107±9 | 656±33 |
| PCU46 | 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 |
ຕາຕະລາງ 3
ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ PCU ມີນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນສູງ, ເຖິງ 6 × 104 ~ 9 × 104g / mol, ຈຸດ melting ເຖິງ 137 ℃, ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ເຖິງ 29 MPa. PCU ປະເພດນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ບໍ່ວ່າຈະເປັນພາດສະຕິກ rigid ຫຼືເປັນ elastomer, ເຊິ່ງມີຄວາມສົດໃສດ້ານຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ດີໃນພາກສະຫນາມຊີວະການແພດ (ເຊັ່ນ: scaffolds ວິສະວະກໍາຈຸລັງຂອງມະນຸດຫຼືອຸປະກອນການຝັງ cardiovascular).
2.4 hybrid non-isocyanate polyurethane
Hybrid non-isocyanate polyurethane (hybrid NIPU) ແມ່ນການນໍາເອົາ epoxy resin, acrylate, silica ຫຼື siloxane ເຂົ້າໄປໃນກອບໂມເລກຸນ polyurethane ເພື່ອສ້າງເຄືອຂ່າຍ interpenetrating, ປັບປຸງການປະຕິບັດຂອງ polyurethane ຫຼືໃຫ້ polyurethane ຫນ້າທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
Feng Yuelan et al. reacted bio-based epoxy soybean oil ກັບ CO2 ເພື່ອສັງເຄາະ pentamonic cyclic carbonate (CSBO), ແລະໄດ້ນໍາສະເຫນີ bisphenol A diglycidyl ether (epoxy resin E51) ກັບພາກສ່ວນຕ່ອງໂສ້ທີ່ເຄັ່ງຄັດເພີ່ມເຕີມເພື່ອປັບປຸງ NIPU ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍ CSBO solidified ກັບ amine. ລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນປະກອບດ້ວຍຕ່ອງໂສ້ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຍາວຂອງອາຊິດ oleic / ອາຊິດ linoleic. ມັນຍັງປະກອບດ້ວຍພາກສ່ວນຕ່ອງໂສ້ rigid ຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນວ່າມັນມີຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງແລະຄວາມເຄັ່ງຄັດສູງ. ນັກຄົ້ນຄວ້າບາງຄົນຍັງໄດ້ສັງເຄາະສາມຊະນິດຂອງ NIPU prepolymer ກັບກຸ່ມ furan ໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາອັດຕາການເປີດຂອງ diethylene glycol bicyclic carbonate ແລະ diamine, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ reacted ກັບ polyester unsaturated ເພື່ອກະກຽມ polyurethane ອ່ອນທີ່ມີຫນ້າທີ່ປິ່ນປົວຕົນເອງ, ແລະສົບຜົນສໍາເລັດຮັບຮູ້ປະສິດທິພາບການປິ່ນປົວຕົນເອງສູງຂອງ NIPU ອ່ອນ. Hybrid NIPU ບໍ່ພຽງແຕ່ມີລັກສະນະຂອງ NIPU ທົ່ວໄປ, ແຕ່ຍັງອາດຈະມີຄວາມຍຶດຫມັ້ນທີ່ດີຂຶ້ນ, ການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນຂອງອາຊິດແລະດ່າງ, ການຕໍ່ຕ້ານສານລະລາຍແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກ.
3 ການຄາດຄະເນ
NIPU ໄດ້ຖືກກະກຽມໂດຍບໍ່ມີການນໍາໃຊ້ isocyanate ທີ່ເປັນພິດ, ແລະປະຈຸບັນໄດ້ຖືກສຶກສາໃນຮູບແບບຂອງໂຟມ, ການເຄືອບ, ກາວ, elastomer ແລະຜະລິດຕະພັນອື່ນໆ, ແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພວກມັນສ່ວນໃຫຍ່ຍັງຖືກຈໍາກັດໃນການຄົ້ນຄວ້າຫ້ອງທົດລອງ, ແລະບໍ່ມີການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່. ນອກຈາກນັ້ນ, ດ້ວຍການປັບປຸງຊີວິດການເປັນຢູ່ຂອງປະຊາຊົນແລະການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄວາມຕ້ອງການ, NIPU ທີ່ມີຫນ້າທີ່ດຽວຫຼືຫຼາຍຫນ້າທີ່ໄດ້ກາຍເປັນທິດທາງການຄົ້ນຄວ້າທີ່ສໍາຄັນ, ເຊັ່ນ: ການຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, ການສ້ອມແປງຕົນເອງ, ຄວາມຊົງຈໍາຮູບຮ່າງ, ຕ້ານ flame, ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນສູງແລະອື່ນໆ. ສະນັ້ນ, ການຄົ້ນຄວ້າໃນອະນາຄົດຄວນກຳແໜ້ນວິທີແກ້ໄຂບັນຫາສຳຄັນຂອງການຫັນເປັນອຸດສາຫະກຳ ແລະ ສືບຕໍ່ຄົ້ນຄ້ວາທິດທາງການກະກຽມ NIPU ທີ່ເປັນປະໂຫຍດ.
ເວລາປະກາດ: 29-08-2024