Isocyanat poliuretanlarında tədqiqat tərəqqi
1937-ci ildə tətbiqi, poliuretan (PU) materialları nəqliyyat, tikinti, neft-kimya, toxuculuq, mexaniki və elektrik mühəndisliyi, aerokosmik, səhiyyə və kənd təsərrüfatı daxil olmaqla müxtəlif sektorlar arasında geniş tətbiqlər tapmışdır. Bu materiallar köpük plastikləri, liflər, elastomerlər, su yalıtıcı maddələr, sintetik dəri, örtüklər, yapışqanlar, astar materialları və tibbi ləvazimatlar kimi formalarda istifadə olunur. Ənənəvi İB, ilk növbədə makromolekulyar poliollar və kiçik molekulyar zəncir uzatıcıları ilə birlikdə iki və ya daha çox iSocyanates-dən sintez olunur. Ancaq iSocyanates'in xas toxuduluğu insan sağlamlığı və ətraf mühit üçün əhəmiyyətli risklər yaradır; Bundan əlavə, onlar adətən phosgendən, yüksək zəhərli bir prekursor və uyğun bir sakin xammaldan əldə edilir.
Müasir kimyəvi sənayesinin yaşıl və davamlı inkişaf təcrübəsi işlərində, tədqiqatçılar, ISOCIYANAT POLOURETANES (NİPU) roman sintez marşrutlarını araşdırarkən, tədqiqatçılar, tədqiqatçılar ekoloji cəhətdən təmiz resursları ilə əvəzlənməyə yönəldilir. Bu sənəd, müxtəlif nipusun müxtəlif növlərində irəliləyişləri nəzərdən keçirərkən və gələcək perspektivlərini müzakirə etmək üçün gələcək perspektivlərini müzakirə edərkən Nipu üçün hazırlıq yollarını təqdim edir.
Isocyanat poliuretanların 1 sintezi
1950-ci illərdə Alipatik diaminləri ilə birləşdirilmiş birləşmiş molekulyar karbamat birləşmələrinin ilk sintezi, 1950-ci illərdə iSocyanat poliuretanoz sintezinə yönəlmiş bir anda xaricdə meydana gəldi. Hal-hazırda Nipu istehsal etmək üçün iki əsas metodik mövcuddur: birincisi ikili tsiklik karbonatatlar və ikili aminlər arasında addım-addım əlavə reaksiyalar daxildir; İkincisi, Diurethane'nin iştirakı ilə policondensens reaksiyalarını, karbamatlar içərisində struktur mübadiləni asanlaşdıran diols ilə əlaqəli bir vasitəçi ilə əlaqəli reaksiyalara səbəb olur. DiamarboxyLate vasitəçiləri ya tsiklik karbonat və ya dimetil karbonat (DMC) marşrutları vasitəsilə əldə edilə bilər; Əsasən bütün üsullar karbamat funksiyaları verən karbon turşusu qrupları vasitəsilə reaksiya verir.
Aşağıdakı bölmələr iSocyanate-dan istifadə etmədən poliuretaniyanı sintez etmək üçün üç fərqli yanaşmanı həyata keçirin.
1.1, tsiklik karbonat marşrutu
Nipu, Şəkil 1-də göstərildiyi kimi ikili aminlə birləşdirilmiş ikili tsiklik karbonatla əlaqəli addım-addım əlavələr vasitəsilə sintez edilə bilər.
Bu metodun əsas zəncir quruluşu boyunca təkrarlanan vahidlər içərisində mövcud olan bir neçə hidrokil qrupu səbəbindən bu üsul ümumiyyətlə poli-hidroksil poliuretan (PHU) adlandırılan şeyləri verir. Leitsch et al., İkili aminlər və ikili tsiklik karbonatlardan əldə edilən kiçik molekullar ilə birlikdə, ikili tsiklik karbonatlardan əldə edilən kiçik molekullar ilə işləyən bir sıra phus, bir sıra phus, onları polieter pus hazırlamaq üçün istifadə olunan ənənəvi üsullara qarşı müqayisə edir. Onların tapıntıları, Phusdakı hidroksil qruplarının yumşaq / sərt seqmentlərdə yerləşən azot / oksigen atomları ilə hidrogen istiqrazları hazırladığını bildirdi; Yumşaq seqmentlər arasında dəyişikliklər, həmçinin hidrogen bağlama davranışına, həm də ümumi performans xüsusiyyətlərinə təsir edən mikrofaza ayrılması dərəcələrini də təsir edir.
Tipik olaraq 100 ° C-dən çox olan temperaturu, bu marşrut, Dimetil Sulloksid (DMTSyFormMide (DMF) və s və s. Kimi güclü polarite (DMF) və s. Beş günə qədər hər hansı bir yerdən ibarət olan üzvi həlledicilərin tələb olunmasını zəruri hallarda Tez-tez yüksək molekulyar çəkilərin altından aşağı düşən ağırlıqlar, yüksək səviyyəli məhsulların ətrafındakı yüksək qiymətlərin altına düşən, hər iki yüksək xərclə əlaqəli bir şəkildə nəticələnən gücü birləşdirilməmiş gücü, phus-un sperning tətbiqi ilə əhatə olunan gücsüz gücü ilə nəticələnən güc tətbiq edilməsinə baxmayaraq
1.2Monosil karbonat marşrutu
Monosilli karbonat, nəticədə Dicarbamate'in hidroksil end qruplarına sahib olan Dicarbamate'i, sonra xüsusi transesterləşmə / polikondensasiya qarşılıqlı təsirləri ilə nəticələnən diols ilə yanaşı, Nipu Struktural Akın ənənəvi həmkarları ilə yanaşı, Şəkil 2-də təsvir edilmişdir.
Ümumiyyətlə işləyən monosilik variantları, Pekin Kimya Texnologiyasının Pekin Texnologiyaları Komandasının Pekin Texnologiyasına qarşı mübarizə aparan etilen və propilen qazlı substratlara reaksiya göstərən tsikal qurumlar, ya da polietrahidrofuranedioldan istifadə etməzdən əvvəl müxtəlif struktur dicarbamat vasitəçilərini almadan reaksiya göstərdi Təxminən 125 ° C uzanan aralığında hovering hovering, təxminən 121 ° c holile gücləri olan ərimə nöqtələrinə çatan təsirli termal / mexaniki xüsusiyyətlər sərgiləyir. Wang et al. Encomassing13K ~ 28K G / MOL Gərginlikli güclü tərəflər
CycloCarbonic Esters, temperaturun temperatur sahələrini saxlamağın tipik şəraiti altında katalizatorlar tələb etmədən effektiv şəkildə məşğul olur, nəticədə 80 ° C Diolic girişləri hədəf alan selfolizalizasiya / deglovoliz andolizizizyasiya edənlər / deglisiziz fenomenalarının yaranan nəsilləri asanlaşdıran nəsilləri asanlaşdıran nəticələr, ekoloji cəhətdən təmiz bir metanol / kiçik molekul-diolic qalıqları verən metanol / kiçik molekul-diiolic qalıqları təqdim edir.
1.3Dimetil karbonat marşrutu
DMC, çoxsaylı aktiv funksional funksional moietiesin inklüziv metil / metoksi / karbonil konfiqurasiyaları olan bir ekoloji cəhətdən səsli bir alternativi təmsil edir, reaktivlik profillərini artıran reaktiv profilləri, DMC-nin birbaşa metil karbamatının ardınca müdaxilənin ardınca müdaxilənin ardınca getdikdə, ardından mixelenjilərin ardından, əlavə olaraq əlavə edilməsi Kiçik zəncir-dioliklər / daha böyük poliotlar, daha böyük poliot meydançalarında baş verən ortaya çıxan polimer strukturları müvafiq olaraq Şəkil3 vasitəsilə görüntüləndi.
Yuxarıda göstərilən dinamika istifadə edildikdən sonra kapital və kapatalizasiya ilə kapitalizasiya ilə kapitalizasiya edilərək müxtəlif ara formationlar PAN DONGDONG, DMC Hexametilen-Diaminopolyokolyokolyokolyokolyokolyokolyokolikerbonat-polyasbonat alkoqolları olan DMC hexametolycarbonatolyosu, 21400% -1400% -ə yaxınlaşır Müxtəlif zəncir-uzanan təsirləri əhatə edən istintaq təqibləri, Atom -i-Heksanediol və Heksanediol Alighting, Atom-Nömrə Pariteti Hexahydroxyamine ilə əlaqəli kristalilik inkişaf etdirmə təminatını təqdim edən Hexahydroxyamine ilə birlikdə HexAndroxyamine ilə birlikdə Hexahydroxyamine İnteqrasiya .Azosomante-poliureas adlı diazomonomer nəvazöçirdir. Bununla da tullantı axınlarını minimuma endirmək əsasən yalnız metanol / kiçik molekul-diolik tullantılar, yaşıl sintezlər paradiqmaları qurur.
Isocyanate poliuretanının 2 fərqli yumşaq seqmenti
2.1 polieter poliuretan
Yumşaq seqmentdə təkrar bölmələrdə efir istiqrazlarının aşağı birlik enerjisinin, asan fırlanma, əla aşağı temperatur rahatlığı və hidroliz müqavimətində poliets polietretan (peu) geniş istifadə olunur.
Kebir et al. DMC, polietilen glikol və butanediol ilə sintez edilmiş polieten qlikol, lakin molekulyar çəkisi aşağı (7 500 ~ 14 800g / mol), TG-nin 0 ℃ -dən aşağı idi (38 ~ 48 ℃) və güc və digər göstəricilər istifadə ehtiyaclarını ödəmək çətin idi. Zhao Jingbo-nun tədqiqat qrupu, 1, 6 heksanediamin və polietilen glikol, 31 000g / mol, 5 ~ 24mpa və 0,9% ~ 1 388% fasiləsiz gücü olan peu sintez etmək üçün etilen karbonat və polietilen glikol istifadə etdi. Aromatik poliuretanların sintez edilmiş seriyasının molekulyar çəkisi 17 300 ~ 21 000g / mol, TG-də -19 ~ 10 ℃, ərimə nöqtəsi 102 ~ 110 ℃, gərginlik 12 ~ 38MPA, 200% daimi bərpa dərəcəsi 69% ~ 89% -dir.
Zheng Liuchun və Li Chuncheng-in tədqiqat qrupu, müxtəlif kiçik molekullar düz zəncir və politetrahidrofuranediolları ilə dimetil karbonat və 1, 6 heksametilendiamin və polikondensasiya ilə birlikdə 1, 6 heksametilendiam və polikondensasiya hazırladılar (mn = 2 000). Isocyanate marşrutu ilə bir sıra poliet poliuretanlar (Nipeu) hazırlandı və reaksiya zamanı vasitəçilərin kəsişən problemi həll edildi. Nipu və 1, 6 hekametilen diisosokyanat tərəfindən hazırlanan ənənəvi polieturetan (Hdipu) quruluşu və xüsusiyyətləri Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi müqayisə edildi.
| Nümunə | Sərt seqment kütləvi fraksiya /% | Molekulyar çəki / (g·mol ^ (- 1)) | Molekulyar çəki paylama indeksi | Gərginlik / mpa | Break-də uzanma /% |
| 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 |
Cədvəl 1
Cədvəl 1-dəki nəticələr Nipeu və Hdipu arasındakı struktur fərqlərinin əsasən sərt seqmentin səbəbi olduğunu göstərir. Nipeu'nun yan reaksiyasına səbəb olan karbamid qrupu təsadüfi seqment molekulyar zəncirinə, sərt seqmentin molekulyar zəncirləri arasında zəif seqment zəncirləri ilə nipeu'nun aşağı fazalı seqalyonu arasında zəif seqmatik istiqrazları meydana gətirərək, nəticədə sərt seqmulyar zəncirinə səbəb olur. Nəticədə, onun mexaniki xüsusiyyətləri HDIPU-dan daha pisdir.
2.2 poliester poliuretan
Yumşaq seqmentlər kimi poliester diols ilə poliester poliuretan (PETU) yaxşı biok parçalanma, biokompmajity və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir və böyük tətbiq perspektivləri olan bir biotibbi material olan toxuma mühəndisliyi skaftları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Yumşaq seqmentlərdə ümumiyyətlə istifadə olunan poliester diols polibutilen adipate diol, poliglycol adipate diol və policaprolakton diOL.
Əvvəllər rokicki et al. Fərqli Nipu əldə etmək üçün diamin və fərqli diols (1, 6 heksanediol, 1, 10-dodecanol) olan etilen karbonatına reaksiya göstərdi, lakin sintez edilmiş Nipu aşağı molekulyar çəki və aşağı TG idi. Fərhadian et al. Günəbaxan toxumu yağı, sonra xammal kimi iş günəbaxan toxumu yağı, sonra bio əsaslı poliaminlərlə qarışdırılmış, sonra yaxşı istilik sabitliyi göstərən termoset poliuretan filmini almaq üçün 24 saat ərzində bio əsaslı poliaminlərlə qarışdırılmış və 90 ℃ üçün 90 ℃-də müalicə edilmişdir. Cənubi Çin Texnologiya Universitetindən Zhang Liqun'un tədqiqat qrupu bir sıra diaminlər və tsiklik karbonatları sintez etdi və sonra biobazed poliester poliuretan almaq üçün biobazed dibasik turşusu ilə qatılıb. Ningbo Materiallar Tədqiqatları İnstitutunda Zhu Jin Araşdırma Qrupu, Çin Elmlər Akademiyası, Hexadiamine və Vinil karbonat istifadə edərək DiNinodiol sərt seqment hazırladı, sonra ultrabənövşəyi müalicədən sonra boya kimi istifadə edilə bilən bir sıra doyuretan, sonra Bio əsaslı dibasik turşusu ilə polikondensasiya. Zheng Liuchun və Li Chuncheng-in tədqiqat qrupu adipik turşusu və dörd alifatik diols (butanediol, hexadiol, oktanediol və dekanediol, oktanediol və dekanediol, oktanediol və dekanediol, soolester diols qədər yumşaq seqmentlər kimi müxtəlif karbon atom nömrələri ilə; Alipatik diolların karbon atomlarının sayından sonra adlandırılan bir qrup olmayan poliuretan (PETU) qrupu, BHC və Diols tərəfindən hazırlanan hidroksi ilə möhürlənmiş sərt seqment prepolimens ilə ərimə ilə birlikdə alındı. Petu-nun mexaniki xüsusiyyətləri Cədvəl 2-də göstərilir.
| Nümunə | Gərginlik / mpa | Elastik modul/ Mpa | Break-də uzanma /% |
| 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 |
Cədvəl 2
Nəticələr göstərir ki, Petu4-nin yumşaq seqmenti ən yüksək karbonil sıxlığı, sərt seqmentlə ən güclü hidrogen bağı və ən aşağı faza ayrılması dərəcəsi var. Həm yumşaq, həm də sərt seqmentlərin kristallaşdırılması məhduddur, aşağı ərimə nöqtəsi və gərginlik gücünü göstərir, lakin fasilədə ən yüksək uzanma.
2.3 Polikarbonat poliuretan
Polikarbonat poliuretan (PCU), xüsusən də alifhatik PCU, əla hidroliz müqaviməti, oksidləşmə müqaviməti, yaxşı bioloji sabitlik və biokompamity sahəsində yaxşı tətbiq perspektivlərinə malikdir. Hazırda hazırlanan Nipu'nun əksəriyyəti Yumşaq seqmentlər kimi poliety poliet və poliestol poliosundan istifadə edir və polikarbonat poliuretan haqqında tədqiqat hesabatları azdır.
Cənubi Çin Texnologiya Universitetində Tian Hengshui Araşdırma Qrupu tərəfindən hazırlanan Isocyanate Polikarbonat poliparbonat poliuretanatı 50 000 q / MOL-dan çox molekulyar çəki var. Polimerin molekulyar çəkisinə reaksiya şəraitinin təsiri öyrənilmişdir, lakin onun mexaniki xüsusiyyətləri barədə məlumat verilməyib. Zheng Liuchun və Li Chuncheng-in tədqiqat qrupu DMC, heksanediamine, hexanediamin, hexanediamin və polikarbonat diolsonat və plicarbonat adlı və pcu adlı sərt seqmentin təkrarlanan bölməsinin kütləvi hissəsinə hazırladı. Mexanik xüsusiyyətlər Cədvəl 3-də göstərilir.
| Nümunə | Gərginlik / mpa | Elastik modul/ Mpa | Break-də uzanma /% |
| 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 |
Cədvəl 3
Nəticələr göstərir ki, PCU-nun yüksək molekulyar çəkisi, 6 × 104 ~ 9 ~ 10 ~ 9 ~ ~ 104g / mol, ərimə nöqtəsi 137-ə qədər və 29 mpa qədər gərginlik. Bu cür PCU ya sərt bir plastik, ya da biotibbi tətbiqi sahəsində yaxşı bir tətbiq perspektivi olan bir elastomer kimi istifadə edilə bilər (məsələn, insan toxuması mühəndisliyi iskülləri və ya ürək-damar implant materialları).
2.4 Hibrid Isocyanate poliuretan
Hibrid olmayan iSocyanate poliuretan (Hybrid Nipu), bir-birinə qarışan şəbəkə meydana gətirən, poliuretan molekulyar çərçivəsinə, poliuretan molekulyar çərçivəsinə, poliuretan molekulyar çərçivəsinə, poliuretan molekulyar çərçivəsinə daxildir və ya poliuretaniya fərqli funksiyalara təqdim olunur.
Feng yulian et al. Pentamonik tsiklik karbonat (CSBO) sintez etmək üçün CO2-ni (CSBO) sintez etmək üçün Bio-əsaslı Epoksi Soybean yağına reaksiya göstərdi və BIPU-ni daha sərt zəncir seqmentləri ilə daha sərt zəncir seqmentləri ilə, Amine ilə möhkəmlənmiş Nipu'u daha da yaxşılaşdırmaq üçün daha sərt zəncir seqmentləri ilə tanıtdı. Molekulyar zəncirdə, Olek turşusu / Linoleic turşusunun uzun bir çevik zəncir seqmenti var. Ayrıca, yüksək mexaniki gücü və yüksək sərtliyə sahib olması üçün daha sərt zəncir seqmentləri var. Bəzi tədqiqatçılar, həmçinin diethilen glikol velosiped karbonatının və dietilen qazon karbonatının və dietenikli karbonatın reaksiyası ilə Furan son qrupları ilə üç növ nipu prepolyatoru sintisini sintez etdilər və sonra öz-özünə sağalma funksiyası ilə yumşaq bir poliuretan ilə reaksiya ilə reaksiya göstərdilər və yumşaq nipu-nun yüksək sağalma səmərəliliyini uğurla başa düşdülər. Hibrid Nipu yalnız general Nipu xüsusiyyətlərinə malik deyil, həm də daha yaxşı yapışma, turşu və qələvi korroziyaya qarşı müqavimət, həlledici müqavimət və mexaniki güc ola bilər.
3 Outlook
Nipu zəhərli iSocyanate istifadə etmədən hazırlanır və hazırda köpük, örtük, yapışan, elastomer və digər məhsullar şəklində öyrənilir və geniş tətbiq perspektivləri var. Bununla birlikdə, əksəriyyəti hələ də laboratoriya tədqiqatları ilə məhdudlaşır və genişmiqyaslı istehsal yoxdur. Bundan əlavə, insanların həyat səviyyəsinin yaxşılaşdırılması və tələbin davamlı böyüməsi, nipu bir funksiya və ya bir çox funksiya ilə, antibakterial, özünü təmir, forma yaddaşı, alov gecikdirici, yüksək istilik müqaviməti və s. Buna görə gələcək tədqiqatlar sənayeləşmənin əsas problemlərindən necə keçməyi və funksional nipu hazırlamaq istiqamətini araşdırmağa davam etməlidir.
Time vaxt: avqust-29-2024