វឌ្ឍនភាពស្រាវជ្រាវលើ Non-isocyanate Polyurethanes
ចាប់តាំងពីការណែនាំរបស់ពួកគេនៅក្នុងឆ្នាំ 1937 សម្ភារៈ polyurethane (PU) បានរកឃើញកម្មវិធីយ៉ាងទូលំទូលាយនៅទូទាំងវិស័យផ្សេងៗរួមទាំងការដឹកជញ្ជូន សំណង់ គីមីឥន្ធនៈ វាយនភ័ណ្ឌ វិស្វកម្មមេកានិច និងអគ្គិសនី លំហអាកាស ការថែទាំសុខភាព និងកសិកម្ម។ សមា្ភារៈទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងទម្រង់ដូចជា ផ្លាស្ទិចស្នោ សរសៃ elastomers ភ្នាក់ងារការពារទឹកជ្រាប ស្បែកសំយោគ ថ្នាំកូត សារធាតុ adhesive សមា្ភារៈ paving និងការផ្គត់ផ្គង់វេជ្ជសាស្រ្ត។ PU ប្រពៃណីត្រូវបានសំយោគជាចម្បងពី isocyanates ពីរឬច្រើនរួមជាមួយ polyols macromolecular និងឧបករណ៍ពង្រីកខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលតូច។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការពុលពីកំណើតនៃ isocyanates បង្កហានិភ័យយ៉ាងសំខាន់ដល់សុខភាពមនុស្ស និងបរិស្ថាន។ លើសពីនេះទៅទៀត ពួកវាជាធម្មតាបានមកពីផូហ្សេន ដែលជាសារធាតុពុលខ្ពស់ និងវត្ថុធាតុដើមអាមីនដែលត្រូវគ្នា។
នៅក្នុងពន្លឺនៃការខិតខំប្រឹងប្រែងរបស់ឧស្សាហកម្មគីមីសហសម័យនៃការអនុវត្តការអភិវឌ្ឍន៍បៃតង និងនិរន្តរភាព អ្នកស្រាវជ្រាវត្រូវបានផ្តោតកាន់តែខ្លាំងឡើងលើការជំនួស isocyanates ជាមួយនឹងធនធានដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន ខណៈពេលដែលកំពុងស្វែងរកផ្លូវសំយោគប្រលោមលោកសម្រាប់ polyurethanes មិនមែន isocyanate (NIPU) ។ អត្ថបទនេះណែនាំពីផ្លូវរៀបចំសម្រាប់ NIPU ខណៈពេលដែលពិនិត្យមើលភាពជឿនលឿនក្នុងប្រភេទផ្សេងៗនៃ NIPUs និងពិភាក្សាអំពីអនាគតរបស់ពួកគេដើម្បីផ្តល់ជាឯកសារយោងសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវបន្ថែម។
1 ការសំយោគនៃ Polyurethanes មិនមែន Isocyanate
ការសំយោគដំបូងនៃសមាសធាតុ carbamate ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបដោយប្រើកាបូនម៉ូណូស៊ីករួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ aliphatic diamines បានកើតឡើងនៅបរទេសក្នុងទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 ដែលជាការសម្គាល់ពេលវេលាដ៏សំខាន់មួយឆ្ពោះទៅរកការសំយោគ polyurethane ដែលមិនមែនជា isocyanate ។ បច្ចុប្បន្ននេះមានវិធីសាស្រ្តចម្បងពីរសម្រាប់ផលិត NIPU: ទីមួយពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មបន្ថែមជាជំហានៗរវាង binary cyclic carbonates និង binary amines; ទីពីររួមបញ្ចូលប្រតិកម្ម polycondensation ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងអន្តរការី diurethane រួមជាមួយ diols ដែលសម្របសម្រួលការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុង carbamates ។ អន្តរការី Diamarboxylate អាចទទួលបានតាមរយៈ cylic carbonate ឬ dimethyl carbonate (DMC) routes; ជាមូលដ្ឋានវិធីសាស្រ្តទាំងអស់មានប្រតិកម្មតាមរយៈក្រុមអាស៊ីតកាបូនដែលផ្តល់មុខងារ carbamate ។
ផ្នែកខាងក្រោមរៀបរាប់លម្អិតអំពីវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នាចំនួនបីក្នុងការសំយោគ polyurethane ដោយមិនប្រើ isocyanate ។
1.1 ផ្លូវកាបូនស៊ីក្លូគោលពីរ
NIPU អាចត្រូវបានគេសំយោគតាមរយៈការបន្ថែមជាជំហានៗដែលពាក់ព័ន្ធនឹងកាបូនស៊ីក្លូគោលពីរគួបផ្សំនឹងអាមីនគោលពីរដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។
ដោយសារតែក្រុម hydroxyl ជាច្រើនមានវត្តមាននៅក្នុងឯកតាដដែលៗតាមបណ្តោយរចនាសម្ព័ន្ធខ្សែសង្វាក់សំខាន់របស់វា វិធីសាស្ត្រនេះជាទូទៅផ្តល់លទ្ធផលអ្វីដែលគេហៅថា polyβ-hydroxyl polyurethane (PHU) ។ Leitsch et al ។ , បានបង្កើតស៊េរីនៃ polyether PHUs ដែលប្រើ polyethers cyclic carbonate-terminated រួមជាមួយនឹង binary amines បូកនឹងម៉ូលេគុលតូចៗដែលបានមកពី binary cyclic carbonates — ដោយប្រៀបធៀបវាទៅនឹងវិធីសាស្រ្តប្រពៃណីដែលប្រើសម្រាប់ការរៀបចំ polyether PUs ។ ការរកឃើញរបស់ពួកគេបានបង្ហាញថាក្រុម hydroxyl នៅក្នុង PHUs ងាយស្រួលបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយអាតូមអាសូត/អុកស៊ីហ្សែនដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកទន់/រឹង។ បំរែបំរួលក្នុងចំនោមផ្នែកទន់ក៏មានឥទ្ធិពលលើឥរិយាបទនៃការភ្ជាប់អ៊ីដ្រូសែន ក៏ដូចជាកម្រិតនៃការបំបែកមីក្រូហ្វាស ដែលជះឥទ្ធិពលជាបន្តបន្ទាប់ទៅលើលក្ខណៈប្រតិបត្តិការទូទៅ។
ជាធម្មតាធ្វើឡើងក្រោមសីតុណ្ហភាពលើសពី 100 °C ផ្លូវនេះមិនបង្កើតផលផ្លែក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការប្រតិកម្ម ដែលធ្វើឱ្យវាមានភាពរសើបចំពោះសំណើម ខណៈពេលដែលផ្តល់ទិន្នផលផលិតផលមានស្ថេរភាព ដោយគ្មានការព្រួយបារម្ភអំពីការប្រែប្រួល ប៉ុន្តែត្រូវការសារធាតុរំលាយសរីរាង្គដែលកំណត់លក្ខណៈដោយប៉ូលខ្លាំងដូចជា dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF). ភ្ជាប់មកជាមួយនូវភាពរឹងមាំមិនគ្រប់គ្រាន់ដែលបង្ហាញដោយលទ្ធផល PHUs បើទោះបីជាកម្មវិធីសន្យាដែលលាតសន្ធឹងលើដែនសម្ភារៈដែលខូចទ្រង់ទ្រាយអង្គចងចាំ បង្កើតទម្រង់ adhesive coating solutions foams ជាដើម។
1.2 ផ្លូវកាបូនម៉ូណូស៊ីលីក
កាបូនម៉ូណូស៊ីលីកមានប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ជាមួយឌីអាមីនដែលជាលទ្ធផល dicarbamate ដែលមានក្រុមចុងអ៊ីដ្រូកស៊ីល ដែលបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់អន្តរកម្មពិសេសនៃ transesterification/polycondensation រួមជាមួយ diols ទីបំផុតបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ NIPU ដែលស្រដៀងនឹងសមភាគីប្រពៃណីដែលបង្ហាញដោយរូបភាពទី 2 ។
វ៉ារ្យ៉ង់ monocylic ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅរួមមានស្រទាប់ខាងក្រោមកាបូនអេទីឡែន និង propylene ដែលក្នុងនោះក្រុមរបស់ Zhao Jingbo នៅសាកលវិទ្យាល័យ Beijing University of Chemical Technology បានភ្ជាប់សារធាតុ diamines ចម្រុះដែលប្រតិកម្មពួកវាប្រឆាំងនឹងអង្គភាពរង្វិលដែលបាននិយាយថាដំបូងទទួលបានអន្តរការី dicarbamate រចនាសម្ព័ន្ធចម្រុះ មុនពេលបន្តទៅដំណាក់កាលនៃការបង្រួបបង្រួមជាតិអ៊ីដ្រូអ៊ីដ្រាតដែលទទួលបានជោគជ័យ ការធ្វើដំណើរ ខ្សែផលិតផលរៀងៗខ្លួនដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ/មេកានិកដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ឈានដល់ចំណុចរលាយឡើងលើដែលអូសជុំវិញជួរដែលលាតសន្ធឹងប្រហែល 125 ~ 161 ° C កម្លាំង tensile ឈានដល់កម្រិតកំពូលជិតអត្រាពន្លូត 24MPa ជិត 1476% ។ Wang et al., ការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលមានឥទ្ធិពលស្រដៀងគ្នាដែលរួមមាន DMC ផ្គូផ្គងរៀងគ្នា w/hexamethylenediamine/cyclocarbonated precursors សំយោគនិស្សន្ទវត្ថុដែលបញ្ចប់ដោយ hydroxy ក្រោយមកបានទទួលរងនូវអាស៊ីត biobased ដូចជា oxalic/sebacic/acids adipic-acid-terephtalics លទ្ធផលចុងក្រោយ 2 សម្រេចបាន កម្លាំង tensile ប្រែប្រួល 9 ~ 17 MPa ពន្លូតប្រែប្រួល 35% ~ 235% ។
Cyclocarbonic esters ចូលរួមយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពដោយមិនតម្រូវឱ្យមានកាតាលីករនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាដែលរក្សាសីតុណ្ហភាពប្រហែល 80° ទៅ 120°C ការបញ្ជូនបន្តបន្ទាប់ជាធម្មតាប្រើប្រព័ន្ធកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើ organotin ដែលធានាថាដំណើរការល្អបំផុតមិនលើស 200°។ លើសពីកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែង condensation ផ្តោតលើធាតុបញ្ចូល diolic ដែលមានសមត្ថភាពធ្វើដោយខ្លួនឯង-polymerization/deglycolysis បាតុភូតដែលជួយសម្រួលដល់ការបង្កើតលទ្ធផលដែលចង់បាន បង្ហាញវិធីសាស្រ្តដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងលើបរិស្ថានដែលផ្តល់ទិន្នផលមេតាណុល/សំណល់ម៉ូលេគុលតូច-diolic ដូច្នេះបង្ហាញជម្រើសឧស្សាហកម្មដែលអាចសម្រេចបានឆ្ពោះទៅមុខ។
1.3 Dimethyl Carbonate Route
DMC តំណាងឱ្យជម្រើសអេកូឡូស៊ីដែលមានសំឡេង/មិនមានជាតិពុលដែលមានមុខងារមុខងារសកម្មជាច្រើនដែលរួមបញ្ចូលការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ methyl/methoxy/carbonyl បង្កើនទម្រង់ប្រតិកម្មយ៉ាងសំខាន់ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការចូលរួមដំបូងដែល DMC ធ្វើអន្តរកម្មដោយផ្ទាល់ជាមួយសារធាតុ methyl-carbamate ដែលមានទំហំតូចជាង methyl-carbamate បញ្ចប់សកម្មភាពអន្តរការីដែលបន្តបន្ទាប់បន្សំ។ ធាតុផ្សំបន្ថែមនៃខ្សែសង្វាក់តូច-extender-diolics/larger-polyol ដែលនាំមុខការលេចចេញជាយថាហេតុដែលស្វែងរករចនាសម្ព័ន្ធវត្ថុធាតុ polymer ដែលមើលឃើញតាមរូបភាពទី 3 ។
Deepa et.al សរសេរជាអក្សរធំលើសក្ដានុពលដែលបានរៀបរាប់ខាងលើដែលប្រើកាតាលីករសូដ្យូម methoxide រៀបចំការបង្កើតកម្រិតមធ្យមចម្រុះជាបន្តបន្ទាប់ ដែលភ្ជាប់ផ្នែកបន្ថែមគោលដៅដែលឈានដល់ស៊េរីសមមូលនៃផ្នែករឹងដែលទទួលបានទម្ងន់ម៉ូលេគុលប្រហាក់ប្រហែល (3 ~ 20) x10 ^ 3g / 012 សីតុណ្ហភាពការផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ °C) ។ Pan Dongdong បានជ្រើសរើសការផ្គូផ្គងយុទ្ធសាស្ត្រដែលមាន DMC hexamethylene-diaminopolycarbonate-polyalcohols ដែលសម្រេចបាននូវលទ្ធផលគួរឱ្យកត់សម្គាល់ដែលបង្ហាញពីរង្វាស់កម្លាំង tensile-roscillating សមាមាត្រការពន្លូត 10-15MPa ខិតជិត 1000%-1400% ។ ការស្វែងរកការស៊ើបអង្កេតជុំវិញឥទ្ធិពលនៃការពង្រីកខ្សែសង្វាក់ខុសៗគ្នាបានបង្ហាញឱ្យឃើញនូវចំណូលចិត្តក្នុងការតម្រឹមការជ្រើសរើស butanediol/ hexanediol នៅពេលដែលភាពស្មើគ្នានៃចំនួនអាតូមបានរក្សាភាពស្មើគ្នាដែលជំរុញឱ្យមានការកែលម្អគ្រីស្តាល់តាមលំដាប់ដែលបានសង្កេតឃើញនៅទូទាំងខ្សែសង្វាក់។ ក្រុមរបស់ Sarazin បានរៀបចំសមាសធាតុផ្សំដែលរួមបញ្ចូល lignin/DMC រួមជាមួយនឹង hexahydroxyfactorium attribute 2000-1000 .ការរុករកបន្ថែមក្នុងគោលបំណងទទួលបានការប្រើប្រាស់មិនមែន isocyante-polyureas ដែលប្រើការភ្ជាប់ diazomonomer ដែលរំពឹងទុកថាកម្មវិធីថ្នាំលាបមានសក្តានុពលដែលលេចចេញនូវគុណសម្បត្តិប្រៀបធៀបលើសមភាគី vinyl-carbonaceous ដែលបង្ហាញពីប្រសិទ្ធភាពថ្លៃដើម/មធ្យោបាយនៃប្រភពដ៏ធំទូលាយដែលអាចប្រើបាន។ ឧស្សាហ៍ព្យាយាមទាក់ទងនឹងវិធីសាស្រ្តនៃការកែច្នៃជាដុំៗ បរិស្ថាន ការបដិសេធចំពោះតម្រូវការសារធាតុរំលាយដោយហេតុនេះ ការកាត់បន្ថយលំហូរកាកសំណល់ដែលមានកម្រិតលើសលុប មានតែសារធាតុ methanol/small-molecule-diolic effluents ដែលបង្កើតនូវគំរូសំយោគពណ៌បៃតងរួម។
2 ផ្នែកទន់ផ្សេងគ្នានៃ polyurethane មិនមែន isocyanate
2.1 ប៉ូលីយូធ្យូត
Polyether polyurethane (PEU) ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយដោយសារតែថាមពលស្អិតរមួតទាបរបស់វានៃចំណងអេធើរនៅក្នុងផ្នែកទន់ឡើងវិញ បង្វិលងាយស្រួល ភាពបត់បែននៃសីតុណ្ហភាពទាបដ៏ល្អ និងធន់នឹងអ៊ីដ្រូលីស៊ីស។
Kebir et al ។ polyether polyurethane សំយោគជាមួយ DMC, polyethylene glycol និង butanediol ជាវត្ថុធាតុដើម ប៉ុន្តែទម្ងន់ម៉ូលេគុលមានកម្រិតទាប (7 500 ~ 14 800g/mol) Tg គឺទាបជាង 0 ℃ ហើយចំណុចរលាយក៏ទាប (38 ~ 48 ℃) ហើយកម្លាំង និងសូចនាករផ្សេងទៀតពិបាកនឹងបំពេញតម្រូវការប្រើប្រាស់។ ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zhao Jingbo បានប្រើ ethylene carbonate, 1, 6-hexanediamine និង polyethylene glycol ដើម្បីសំយោគ PEU ដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុល 31 000g/mol កម្លាំង tensile 5 ~ 24MPa និងការពន្លូតនៅពេលបំបែក 0.9% ~ 1 388% ។ ទំងន់ម៉ូលេគុលនៃស៊េរីសំយោគនៃប៉ូលីយូធ្យូណាតក្រអូបគឺ 17 300 ~ 21 000 ក្រាម / mol, Tg គឺ -19 ~ 10 ℃, ចំណុចរលាយគឺ 102 ~ 110 ℃, កម្លាំង tensile គឺ 12 ~ 38MPa និងអត្រាការងើបឡើងវិញនៃការបត់បែន នៃ 200% ការពន្លូតថេរគឺ 69% ~ 89% ។
ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zheng Liuchun និង Li Chuncheng បានរៀបចំកម្រិតមធ្យម 1, 6-hexamethylenediamine (BHC) ជាមួយនឹង dimethyl carbonate និង 1, 6-hexamethylenediamine និង polycondensation ជាមួយនឹងម៉ូលេគុលតូចផ្សេងគ្នា diols ខ្សែសង្វាក់ត្រង់ និង polytetrahydrofuranediol (Mn = 2 000) ។ ស៊េរីនៃ polyether polyurethanes (NIPEU) ជាមួយនឹងផ្លូវដែលមិនមែនជា isocyanate ត្រូវបានរៀបចំហើយបញ្ហាឆ្លងកាត់នៃអន្តរការីក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មត្រូវបានដោះស្រាយ។ រចនាសម្ព័ននិងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃប៉ូលីយូធ្យូត polyether ប្រពៃណី (HDIPU) ដែលរៀបចំដោយ NIPEU និង 1, 6-hexamethylene diisocyanate ត្រូវបានប្រៀបធៀបដូចបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1 ។
| គំរូ | ប្រភាគម៉ាសផ្នែករឹង/% | ទម្ងន់ម៉ូលេគុល/(g·mol^(-1)) | សន្ទស្សន៍ចែកចាយទម្ងន់ម៉ូលេគុល | កម្លាំង tensile / MPa | ការពន្លូតនៅពេលសម្រាក/% |
| NIPEU30 | 30 | ៧៤០០០ | ១.៩ | ១២.៥ | ១២៥០ |
| NIPEU ៤០ | 40 | ៦៦០០០ | ២.២ | ៨.០ | ៥៥០ |
| HDIPU30 | 30 | ៤៦០០០ | ១.៩ | ៣១.៣ | ១៤៤០ |
| HDIPU40 | 40 | ៥៤០០០ | 2.0 | ២៥.៨ | ១៣៦០ |
តារាងទី 1
លទ្ធផលនៅក្នុងតារាងទី 1 បង្ហាញថា ភាពខុសគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធរវាង NIPEU និង HDIPU គឺដោយសារតែផ្នែករឹង។ ក្រុមអ៊ុយដែលបង្កើតដោយប្រតិកម្មចំហៀងរបស់ NIPEU ត្រូវបានបង្កប់ដោយចៃដន្យនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលផ្នែករឹង ដោយបំបែកផ្នែករឹងដើម្បីបង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនដែលបានបញ្ជា នាំឱ្យចំណងអ៊ីដ្រូសែនខ្សោយរវាងខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលនៃផ្នែករឹង និងគ្រីស្តាល់ទាបនៃផ្នែករឹង។ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបំបែកដំណាក់កាលទាបនៃ NIPEU ។ ជាលទ្ធផលលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វាគឺអាក្រក់ជាង HDIPU ។
2.2 Polyester Polyurethane
Polyester polyurethane (PETU) ជាមួយ polyester diols ជាផ្នែកទន់មាន biodegradability ល្អ biocompatibility និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច ហើយអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំ scaffolds វិស្វកម្មជាលិកាដែលជាសម្ភារៈជីវវេជ្ជសាស្ត្រជាមួយនឹងការរំពឹងទុកកម្មវិធីដ៏អស្ចារ្យ។ Polyester diols ដែលប្រើជាទូទៅក្នុងផ្នែកទន់គឺ polybutylene adipate diol, polyglycol adipate diol និង polycaprolactone diol ។
មុននេះ Rokicki et al ។ កាបូនអ៊ីដ្រាតដែលមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងឌីមីន និងឌីយ៉ូលផ្សេងគ្នា (1, 6-hexanediol, 1, 10-n-dodecanol) ដើម្បីទទួលបាន NIPU ផ្សេងគ្នា ប៉ុន្តែ NIPU ដែលសំយោគមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប និងទាបជាង Tg ។ Farhadian et al ។ រៀបចំ polycyclic carbonate ដោយប្រើប្រេងគ្រាប់ផ្កាឈូករ័ត្នជាវត្ថុធាតុដើម បន្ទាប់មកលាយជាមួយសារធាតុ polyamines ជីវៈ លាបលើចានមួយ ហើយព្យាបាលនៅសីតុណ្ហភាព 90 ℃ រយៈពេល 24 ម៉ោង ដើម្បីទទួលបាន thermosetting ខ្សែភាពយន្ត polyester polyurethane ដែលបង្ហាញពីស្ថេរភាពកម្ដៅល្អ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zhang Liqun មកពីសាកលវិទ្យាល័យ South China University of Technology បានសំយោគសារធាតុ diamines និង cyclic carbonates ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបាន condensed ជាមួយ biobased dibasic acid ដើម្បីទទួលបាន biobased polyester polyurethane ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zhu Jin នៅវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវសម្ភារៈ Ningbo បណ្ឌិតសភាវិទ្យាសាស្ត្រចិនបានរៀបចំផ្នែករឹង diaminodiol ដោយប្រើ hexadiamine និង vinyl carbonate ហើយបន្ទាប់មក polycondensation ជាមួយនឹងអាស៊ីត dibasic unsaturated bio-based ដើម្បីទទួលបានស៊េរី polyester polyurethane ដែលអាចត្រូវបានប្រើជាថ្នាំលាបបន្ទាប់ពី ការព្យាបាលដោយកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ [23] ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zheng Liuchun និង Li Chuncheng បានប្រើអាស៊ីត adipic និង diols aliphatic បួន (butanediol, hexadiol, octanediol និង decanediol) ជាមួយនឹងលេខអាតូមកាបូនផ្សេងគ្នាដើម្បីរៀបចំ diols polyester ដែលត្រូវគ្នាជាផ្នែកទន់; ក្រុមមួយនៃ non-isocyanate polyester polyurethane (PETU) ដែលដាក់ឈ្មោះតាមចំនួនអាតូមកាបូននៃ diols aliphatic ត្រូវបានទទួលដោយការរលាយ polycondensation ជាមួយ prepolymer ផ្នែករឹង hydroxy-sealed ដែលរៀបចំដោយ BHC និង diols ។ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់ PETU ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 2 ។
| គំរូ | កម្លាំង tensile / MPa | ម៉ូឌុលបត់បែន/ MPa | ការពន្លូតនៅពេលសម្រាក/% |
| PETU4 | ៦.៩±1.0 | 36±8 | ៦៧៣±35 |
| PETU6 | ១០.១±1.0 | 55±4 | ៥៦៨±32 |
| PETU8 | ៩.០±០.៨ | 47±4 | ៥៥១±25 |
| PETU ១០ | ៨.៨±០.១ | 52±5 | ១៣៧±23 |
តារាង 2
លទ្ធផលបង្ហាញថាផ្នែកទន់នៃ PETU4 មានដង់ស៊ីតេកាបូនអ៊ីដ្រូសែនខ្ពស់បំផុត ចំណងអ៊ីដ្រូសែនខ្លាំងបំផុតជាមួយផ្នែករឹង និងកម្រិតបំបែកដំណាក់កាលទាបបំផុត។ គ្រីស្តាល់នៃផ្នែកទន់ និងរឹងមានកម្រិត ដែលបង្ហាញពីចំណុចរលាយទាប និងកម្លាំង tensile ប៉ុន្តែការពន្លូតខ្ពស់បំផុតនៅពេលបំបែក។
2.3 ប៉ូលីកាបូណាត polyurethane
ប៉ូលីកាបូណាត polyurethane (PCU) ជាពិសេស aliphatic PCU មានភាពធន់ទ្រាំអ៊ីដ្រូលីស៊ីសល្អ ធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម ស្ថេរភាពជីវសាស្រ្តល្អ និងភាពឆបគ្នានៃជីវសាស្រ្ត ហើយមានទស្សនវិស័យល្អក្នុងការប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យជីវឱសថ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ NIPU ភាគច្រើនដែលបានរៀបចំប្រើប្រាស់ polyether polyols និង polyester polyols ជាផ្នែកទន់ ហើយមានរបាយការណ៍ស្រាវជ្រាវតិចតួចលើ polycarbonate polyurethane ។
សារធាតុ polycarbonate polyurethane មិនមែន isocyanate រៀបចំដោយក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Tian Hengshui នៅសាកលវិទ្យាល័យ South China University of Technology មានទម្ងន់ម៉ូលេគុលលើសពី 50 000 g/mol ។ ឥទ្ធិពលនៃលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មលើទម្ងន់ម៉ូលេគុលនៃវត្ថុធាតុ polymer ត្រូវបានសិក្សា ប៉ុន្តែលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វាមិនត្រូវបានរាយការណ៍ទេ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់ Zheng Liuchun និង Li Chuncheng បានរៀបចំ PCU ដោយប្រើ DMC, hexanediamine, hexadiol និង polycarbonate diols ហើយបានដាក់ឈ្មោះ PCU យោងទៅតាមប្រភាគដ៏ធំនៃផ្នែករឹងដែលធ្វើម្តងទៀត។ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 3 ។
| គំរូ | កម្លាំង tensile / MPa | ម៉ូឌុលបត់បែន/ MPa | ការពន្លូតនៅពេលសម្រាក/% |
| PCU18 | 17±1 | 36±8 | ៦៦៥±24 |
| PCU33 | 19±1 | ១០៧±9 | ៦៥៦±33 |
| PCU46 | 21±1 | ១៥០±16 | ៤០៧±23 |
| PCU57 | 22±2 | ២១០±17 | ២៦២±27 |
| PCU67 | 27±2 | ៤០០±13 | 63±5 |
| PCU82 | 29±1 | ៥១៨±34 | 26±5 |
តារាងទី 3
លទ្ធផលបង្ហាញថា PCU មានទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់រហូតដល់ 6×104 ~ 9×104g/mol ចំណុចរលាយរហូតដល់ 137 ℃ និងកម្លាំង tensile រហូតដល់ 29 MPa ។ ប្រភេទនៃ PCU នេះអាចត្រូវបានប្រើជាផ្លាស្ទិចរឹង ឬជាអេឡាស្តូមឺរ ដែលមានកម្មវិធីល្អក្នុងវិស័យជីវវេជ្ជសាស្ត្រ (ដូចជារន្ទាផ្នែកវិស្វកម្មជាលិកាមនុស្ស ឬសម្ភារៈផ្សាំសរសៃឈាមបេះដូង)។
2.4 កូនកាត់ polyurethane ដែលមិនមែនជា isocyanate
Polyurethane ដែលមិនមែនជា isocyanate កូនកាត់ (hybrid NIPU) គឺជាការដាក់បញ្ចូល epoxy resin, acrylate, silica ឬ siloxane ចូលទៅក្នុងក្របខណ្ឌម៉ូលេគុល polyurethane ដើម្បីបង្កើតជាបណ្តាញ interpenetrating ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃ polyurethane ឬផ្តល់ឱ្យ polyurethane មុខងារផ្សេងគ្នា។
Feng Yuelan et al ។ ប្រេងសណ្តែកសៀង epoxy ដែលមានមូលដ្ឋានលើជីវគីមីដែលមានប្រតិកម្មជាមួយ CO2 ដើម្បីសំយោគ pentamonic cyclic carbonate (CSBO) និងបានណែនាំ bisphenol A diglycidyl ether (epoxy resin E51) ជាមួយនឹងផ្នែកខ្សែសង្វាក់រឹងបន្ថែមទៀត ដើម្បីកែលម្អបន្ថែមនូវ NIPU ដែលបង្កើតឡើងដោយ CSBO ដែលរឹងជាមួយនឹងអាមីន។ ខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលមានចម្រៀកខ្សែសង្វាក់ដែលអាចបត់បែនបានយូរនៃអាស៊ីត oleic/linoleic acid។ វាក៏មានផ្នែកខ្សែសង្វាក់រឹងជាងមុនផងដែរ ដូច្នេះវាមានភាពរឹងមាំមេកានិចខ្ពស់ និងភាពធន់ខ្ពស់។ អ្នកស្រាវជ្រាវខ្លះក៏បានសំយោគ NIPU prepolymers បីប្រភេទជាមួយនឹងក្រុមចុង furan តាមរយៈប្រតិកម្មបើកអត្រានៃ diethylene glycol bicyclic carbonate និង diamine ហើយបន្ទាប់មកបានប្រតិកម្មជាមួយ polyester មិនឆ្អែត ដើម្បីរៀបចំ polyurethane ទន់ជាមួយនឹងមុខងារព្យាបាលដោយខ្លួនឯង និងបានដឹងពីខ្លួនឯងខ្ពស់ដោយជោគជ័យ។ - ប្រសិទ្ធភាពព្យាបាលនៃ NIPU ទន់។ NIPU កូនកាត់មិនត្រឹមតែមានលក្ខណៈរបស់ NIPU ទូទៅប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងអាចមានភាពស្អិតល្អ ធន់នឹងការ corrosion អាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង ធន់នឹងសារធាតុរំលាយ និងកម្លាំងមេកានិច។
3 ទស្សនវិស័យ
NIPU ត្រូវបានរៀបចំដោយមិនប្រើប្រាស់សារធាតុ isocyanate ពុល ហើយបច្ចុប្បន្នកំពុងត្រូវបានសិក្សាក្នុងទម្រង់ជា Foam, coating, adhesive, elastomer និងផលិតផលផ្សេងទៀត ហើយមានលទ្ធភាពប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាគច្រើននៃពួកគេនៅតែមានកម្រិតចំពោះការស្រាវជ្រាវមន្ទីរពិសោធន៍ ហើយមិនមានការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំទេ។ លើសពីនេះ ជាមួយនឹងការកែលម្អជីវភាពរស់នៅរបស់ប្រជាជន និងការកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៃតម្រូវការ NIPU ដែលមានមុខងារតែមួយ ឬមុខងារច្រើន បានក្លាយជាទិសដៅស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់មួយ ដូចជា អង់ទីប៊ីយ៉ូទិក ការជួសជុលដោយខ្លួនឯង ការចងចាំរូបរាង ធន់នឹងភ្លើង ធន់នឹងកំដៅខ្ពស់ និង ដូច្នេះនៅលើ។ ដូច្នេះ ការស្រាវជ្រាវនាពេលអនាគតគួរតែយល់ពីរបៀបដើម្បីទម្លុះបញ្ហាសំខាន់ៗនៃឧស្សាហូបនីយកម្ម និងបន្តស្វែងរកទិសដៅនៃការរៀបចំ NIPU ដែលមានមុខងារ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៩ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៤