നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളിയുറീൻസിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണ പുരോഗതി
1937-ൽ അവതരിപ്പിച്ചതുമുതൽ, ഗതാഗതം, നിർമ്മാണം, പെട്രോകെമിക്കൽസ്, ടെക്സ്റ്റൈൽസ്, മെക്കാനിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, എയ്റോസ്പേസ്, ഹെൽത്ത്കെയർ, കൃഷി തുടങ്ങി വിവിധ മേഖലകളിൽ പോളിയുറീൻ (PU) മെറ്റീരിയലുകൾ വിപുലമായ പ്രയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ഫോം പ്ലാസ്റ്റിക്, നാരുകൾ, എലാസ്റ്റോമറുകൾ, വാട്ടർപ്രൂഫിംഗ് ഏജൻ്റുകൾ, സിന്തറ്റിക് ലെതർ, കോട്ടിംഗുകൾ, പശകൾ, പേവിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, മെഡിക്കൽ സപ്ലൈകൾ തുടങ്ങിയ രൂപങ്ങളിൽ ഈ വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മാക്രോമോളികുലാർ പോളിയോളുകളും ചെറിയ മോളിക്യുലാർ ചെയിൻ എക്സ്റ്റെൻഡറുകളും ചേർന്ന് രണ്ടോ അതിലധികമോ ഐസോസയനേറ്റുകളിൽ നിന്നാണ് പരമ്പരാഗത PU പ്രാഥമികമായി സമന്വയിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, ഐസോസയനേറ്റുകളുടെ അന്തർലീനമായ വിഷാംശം മനുഷ്യൻ്റെ ആരോഗ്യത്തിനും പരിസ്ഥിതിക്കും കാര്യമായ അപകടസാധ്യതകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു; മാത്രമല്ല, അവ സാധാരണയായി ഫോസ്ജീനിൽ നിന്നാണ് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്-ഉയർന്ന വിഷാംശമുള്ള മുൻഗാമി-അതനുസരിച്ചുള്ള അമിൻ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ നിന്നാണ്.
സമകാലിക രാസവ്യവസായത്തിൻ്റെ ഹരിതവും സുസ്ഥിരവുമായ വികസന രീതികൾ പിന്തുടരുന്നതിൻ്റെ വെളിച്ചത്തിൽ, ഐസോസയനേറ്റ് ഇതര പോളിയുറീൻ (NIPU) നായുള്ള പുതിയ സിന്തസിസ് റൂട്ടുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനിടയിൽ, പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ വിഭവങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഐസോസയനേറ്റുകൾക്ക് പകരമായി ഗവേഷകർ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. വിവിധ തരം NIPU-കളിലെ പുരോഗതി അവലോകനം ചെയ്യുകയും തുടർ ഗവേഷണത്തിന് ഒരു റഫറൻസ് നൽകുന്നതിന് അവയുടെ ഭാവി സാധ്യതകൾ ചർച്ച ചെയ്യുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഈ പ്രബന്ധം NIPU-നുള്ള തയ്യാറെടുപ്പ് പാതകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
1 നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളിയുറീൻസിൻ്റെ സിന്തസിസ്
മോണോസൈക്ലിക് കാർബണേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ലോ മോളിക്യുലാർ വെയ്റ്റ് കാർബമേറ്റ് സംയുക്തങ്ങളുടെ ആദ്യ സമന്വയം അലിഫാറ്റിക് ഡയമൈനുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് വിദേശത്ത് 1950-കളിൽ സംഭവിച്ചു-ഇത് ഐസോസയനേറ്റ് ഇതര പോളിയുറീൻ സിന്തസിസിലേക്കുള്ള ഒരു സുപ്രധാന നിമിഷം അടയാളപ്പെടുത്തി. നിലവിൽ NIPU ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് രണ്ട് പ്രാഥമിക രീതികൾ നിലവിലുണ്ട്: ആദ്യത്തേതിൽ ബൈനറി സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റുകളും ബൈനറി അമിനുകളും തമ്മിലുള്ള ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു; രണ്ടാമത്തേത് കാർബമേറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ ഘടനാപരമായ കൈമാറ്റം സുഗമമാക്കുന്ന ഡയോളുകൾക്കൊപ്പം ഡൈയൂറഥെയ്ൻ ഇൻ്റർമീഡിയറ്റുകൾ ഉൾപ്പെടുന്ന പോളികണ്ടൻസേഷൻ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡൈമെഥൈൽ കാർബണേറ്റ് (ഡിഎംസി) വഴികളിലൂടെ ഡയമർബോക്‌സിലേറ്റ് ഇൻ്റർമീഡിയറ്റുകൾ ലഭിക്കും; അടിസ്ഥാനപരമായി എല്ലാ രീതികളും കാർബമേറ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നൽകുന്ന കാർബോണിക് ആസിഡ് ഗ്രൂപ്പുകളിലൂടെ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.
ഐസോസയനേറ്റ് ഉപയോഗിക്കാതെ പോളിയുറീൻ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത സമീപനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഇനിപ്പറയുന്ന വിഭാഗങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുന്നു.
1.1ബൈനറി സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റ് റൂട്ട്
ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ബൈനറി സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റും ബൈനറി അമീനും ഉൾപ്പെടുന്ന ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകളിലൂടെ NIPU സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
ഒന്നിലധികം ഹൈഡ്രോക്‌സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അതിൻ്റെ പ്രധാന ശൃംഖല ഘടനയിൽ ആവർത്തിക്കുന്ന യൂണിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ ഉള്ളതിനാൽ ഈ രീതി സാധാരണയായി പോളിβ-ഹൈഡ്രോക്‌സൈൽ പോളിയുറീൻ (PHU) എന്നറിയപ്പെടുന്നത് നൽകുന്നു. Leitsch et al., ബൈനറി അമിനുകൾക്കൊപ്പം സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റ്-ടെർമിനേറ്റഡ് പോളിഥറുകളും ബൈനറി സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റുകളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ചെറിയ തന്മാത്രകളും ഉപയോഗിച്ച് പോളിയെതർ PHU-കളുടെ ഒരു പരമ്പര വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു- പോളിയെതർ PU-കൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത രീതികളുമായി ഇവ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു. അവരുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് PHU-കളിലെ ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ മൃദു/ഹാർഡ് സെഗ്‌മെൻ്റുകൾക്കുള്ളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന നൈട്രജൻ/ഓക്‌സിജൻ ആറ്റങ്ങളുമായി ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നാണ്; സോഫ്റ്റ് സെഗ്‌മെൻ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വ്യതിയാനങ്ങൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് സ്വഭാവത്തെയും മൈക്രോഫേസ് വേർതിരിക്കൽ ഡിഗ്രികളെയും സ്വാധീനിക്കുന്നു, ഇത് മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടന സവിശേഷതകളെ പിന്നീട് ബാധിക്കുന്നു.
സാധാരണഗതിയിൽ 100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു താഴെയുള്ള താപനിലയിൽ ഈ റൂട്ട്, പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയകളിൽ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളൊന്നും സൃഷ്ടിക്കുന്നില്ല, ഇത് ഈർപ്പത്തോട് താരതമ്യേന സംവേദനക്ഷമതയില്ലാത്തതാക്കുന്നു, അതേസമയം അസ്ഥിരത ആശങ്കകളില്ലാത്ത സ്ഥിരതയുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നൽകുന്നു, എന്നിരുന്നാലും ഡൈമെഥൈൽ സൾഫോക്സൈഡ് (DMSO), N, പോലുള്ള ശക്തമായ ധ്രുവീകരണ സ്വഭാവമുള്ള ജൈവ ലായകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. N-dimethylformamide (DMF) മുതലായവ.. അധികമായി ഒരു ദിവസം മുതൽ അഞ്ച് ദിവസം വരെ നീളുന്ന വിപുലീകൃത പ്രതികരണ സമയം പലപ്പോഴും കുറഞ്ഞ തന്മാത്രാ ഭാരം നൽകുന്നു. വാഗ്ദാനങ്ങൾ നൽകുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും ഫലമായുണ്ടാകുന്ന PHU-കൾ പ്രകടമാക്കുന്ന അപര്യാപ്തമായ ശക്തിയും അതിനോട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
1.2 മോണോസൈലിക് കാർബണേറ്റ് റൂട്ട്
മോണോസൈലിക് കാർബണേറ്റ് ഡയമൈനുമായി നേരിട്ട് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും ഡൈകാർബമേറ്റ് ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ എൻഡ് ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള ഡൈകാർബമേറ്റുമായി നേരിട്ട് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും ഡയോളുകൾക്കൊപ്പം പ്രത്യേക ട്രാൻസ്‌സ്റ്റെസ്റ്ററിഫിക്കേഷൻ/പോളികണ്ടൻസേഷൻ ഇടപെടലുകൾക്ക് വിധേയമാകുകയും ചെയ്യുന്നു.
സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മോണോസൈലിക് വേരിയൻ്റുകളിൽ എഥിലീൻ, പ്രൊപിലീൻ കാർബണേറ്റഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതിൽ ബീജിംഗ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് കെമിക്കൽ ടെക്‌നോളജിയിലെ ഷാവോ ജിംഗ്‌ബോയുടെ ടീം വൈവിധ്യമാർന്ന ഡയമൈനുകളെ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു /പോളിതർ-ഡയോളുകൾ വിജയകരമായ രൂപീകരണം അവസാനിക്കുന്നു 125~161°C ടെൻസൈൽ ശക്തികൾ 24MPa ന് അടുത്ത് 1476% വരെ നീളുന്ന ടെൻസൈൽ ശക്തികൾ വരെ നീളുന്ന, ദ്രവണാങ്കം വരെ ഉയരുന്ന, ആകർഷകമായ തെർമൽ/മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. വാങ് തുടങ്ങിയവർ., ഹൈഡ്രോക്സി-ടെർമിനേറ്റഡ് ഡെറിവേറ്റീവുകൾ സിന്തസൈസ് ചെയ്യുന്ന യഥാക്രമം w/hexamethylenediamine/cyclocarbonated precursors-ഉൾപ്പെടുന്ന ഡിഎംസി ജോടിയാക്കിയ സമാനമായ ലിവറേജ്ഡ് കോമ്പിനേഷനുകൾ പിന്നീട് ഓക്സാലിക്/സെബാസിക്/ആസിഡുകൾ adipic-accids-അവസാനം ഔട്ട്പുട്ടിംഗ് റേഞ്ച് 28k g/mol ടെൻസൈൽ ശക്തികളുടെ ചാഞ്ചാട്ടം 9~17 MPa നീളം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു35%~235%.
80° മുതൽ 120°C വരെ താപനില നിലനിർത്തുന്ന സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ സൈക്ലോകാർബോണിക് എസ്റ്ററുകൾ ഫലപ്രദമായി ഇടപെടുന്നു. ഡയോലിക് ഇൻപുട്ടുകളെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്ന കേവലം ഘനീഭവിക്കുന്ന ശ്രമങ്ങൾക്കപ്പുറം, ആവശ്യമുള്ള ഫലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന സ്വയം-പോളിമറൈസേഷൻ/ഡീഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പ്രതിഭാസങ്ങൾ, മെത്തനോൾ/ചെറുതന്മാത്ര-ഡയോളിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ എന്നിവയെ അന്തർലീനമായി പ്രകൃതിസൗഹൃദമാക്കുന്നു.
1.3 ഡൈമീഥൈൽ കാർബണേറ്റ് റൂട്ട്
മീഥൈൽ/മെത്തോക്സി/കാർബണൈൽ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ ഉൾപ്പടെ നിരവധി സജീവമായ പ്രവർത്തന ഘടകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു പാരിസ്ഥിതിക സൗണ്ട്/വിഷരഹിത ബദലാണ് ഡിഎംസി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്. കൂടുതൽ ചെറിയ-ചെയിൻ-എക്‌സ്‌റ്റെൻഡർ-ഡയോലിക്‌സ്/ലാർജർ-പോളിയോൾ ഘടകങ്ങൾ, ആത്യന്തികമായി ഉയർന്നുവരാൻ നയിക്കുന്ന പോളിമർ ഘടനകൾ അതിനനുസരിച്ച് ചിത്രം3 വഴി ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നു.
ദീപ et.al മേൽപ്പറഞ്ഞ ഡൈനാമിക്‌സ് മുതലാക്കി സോഡിയം മെത്തോക്‌സൈഡ് കാറ്റലിസിസ് ഓർകെസ്‌ട്രേറ്റിംഗ് വൈവിദ്ധ്യമാർന്ന ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് രൂപീകരണങ്ങളെ തുടർന്ന് ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത വിപുലീകരണങ്ങളിൽ ഏർപ്പെടുന്നു, തന്മാത്രാ ഭാരം ഏകദേശം (3 ~20 g/30 ~20 g / 30 ~20 g / 30 ~ 20 g / x10 x10 °C). 1000%-1400% വരെ അടുക്കുന്ന 10-15MPa നീളൻ അനുപാതങ്ങൾ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന ടെൻസൈൽ-സ്ട്രെങ്ത് മെട്രിക്‌സ് പ്രകടമാക്കുന്ന ശ്രദ്ധേയമായ ഫലങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് DMC ഹെക്‌സാമെത്തിലീൻ-ഡയാമിനോപൊളികാർബണേറ്റ്-പോളിയാൽക്കോളുകൾ അടങ്ങിയ സ്ട്രാറ്റജിക് ജോഡികൾ പാൻ ഡോങ്‌ഡോംഗ് തിരഞ്ഞെടുത്തു. വ്യത്യസ്ത ശൃംഖല-വിപുലീകരണ സ്വാധീനങ്ങളെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള അന്വേഷണാത്മക പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ആറ്റോമിക്-നമ്പർ പാരിറ്റി സമത്വം നിലനിർത്തുമ്പോൾ, ശൃംഖലകളിലുടനീളം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ക്രമീകൃത സ്ഫടികത്വ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ബ്യുട്ടനേഡിയോൾ/ഹെക്‌സാനേഡിയോൾ തിരഞ്ഞെടുക്കലുകൾ അനുകൂലമായി വിന്യസിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി 230℃ .വിനൈൽ-കാർബണേഷ്യസ് എതിരാളികളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്നുവരുന്ന സാദ്ധ്യതയുള്ള പെയിൻ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഐസോസയൻ്റേതര-പോളിയൂറിയസ് ലഭ്യമാക്കാൻ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള അധിക പര്യവേഷണങ്ങൾ ഉം പരിതസ്ഥിതികൾ ലായക ആവശ്യകതകൾ നിരാകരിക്കുകയും അതുവഴി മാലിന്യ സ്ട്രീമുകൾ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നത് പ്രധാനമായും മെഥനോൾ/ചെറിയ തന്മാത്ര-ഡയോളിക് മാലിന്യങ്ങൾ മാത്രം പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും മൊത്തത്തിൽ ഹരിത സമന്വയ മാതൃകകൾ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
2 ഐസോസയനേറ്റ് അല്ലാത്ത പോളിയുറീൻ വ്യത്യസ്ത സോഫ്റ്റ് സെഗ്മെൻ്റുകൾ
2.1 പോളിതർ പോളിയുറീൻ
സോഫ്റ്റ് സെഗ്മെൻ്റ് റിപ്പീറ്റ് യൂണിറ്റുകളിലെ ഈതർ ബോണ്ടുകളുടെ കുറഞ്ഞ കോഹഷൻ എനർജി, എളുപ്പത്തിലുള്ള ഭ്രമണം, മികച്ച താഴ്ന്ന താപനില വഴക്കം, ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതിരോധം എന്നിവ കാരണം പോളിയെതർ പോളിയുറീൻ (PEU) വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കെബീർ തുടങ്ങിയവർ. ഡിഎംസി, പോളിയെത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ, ബ്യൂട്ടനേഡിയോൾ എന്നിവ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി സമന്വയിപ്പിച്ച പോളിയെതർ പോളിയുറീൻ, എന്നാൽ തന്മാത്രാ ഭാരം കുറവായിരുന്നു (7 500 ~ 14 800g/mol), Tg 0℃നേക്കാൾ കുറവായിരുന്നു, ദ്രവണാങ്കവും കുറവായിരുന്നു (38 ~ 48℃) , ശക്തിയും മറ്റ് സൂചകങ്ങളും ഉപയോഗത്തിൻ്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു. 31 000g/mol തന്മാത്രാ ഭാരവും 5 ~ 24MPa ടെൻസൈൽ ശക്തിയും 0.9% 8% നീളവും 8% നീളവും ഉള്ള PEU-യെ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ Zhao Jingbo യുടെ ഗവേഷണ സംഘം എഥിലീൻ കാർബണേറ്റ്, 1, 6-ഹെക്സനേഡിയമൈൻ, പോളിയെത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു. ആരോമാറ്റിക് പോളിയുറീൻസിൻ്റെ സംശ്ലേഷണ ശ്രേണിയുടെ തന്മാത്രാ ഭാരം 17 300 ~ 21 000g/mol ആണ്, Tg -19 ~ 10℃ ആണ്, ദ്രവണാങ്കം 102 ~ 110℃ ആണ്, ടെൻസൈൽ ശക്തി 12 ~ 38MPa ആണ്, കൂടാതെ എൽലാസ്റ്റിക് വീണ്ടെടുക്കൽ നിരക്ക് 200% സ്ഥിരമായ നീളം 69% ~ 89% ആണ്.
Zheng Liuchun, Li Chuncheng എന്നിവരുടെ ഗവേഷണ സംഘം ഡൈമെതൈൽ കാർബണേറ്റിനൊപ്പം ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് 1, 6-ഹെക്‌സാമെത്തിലെനെഡിയമൈൻ (BHC), 1, 6-ഹെക്‌സാമെത്തിലെനെഡിയമൈൻ, വിവിധ ചെറിയ തന്മാത്രകളുള്ള സ്ട്രെയിറ്റ് ചെയിൻ ഡയോളുകളും പോളിടെട്രാഹൈഡ്രോഫുറനേഡിയോളുകളും (000 മില്യൺ) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് പോളികണ്ടൻസേഷൻ തയ്യാറാക്കി. നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് റൂട്ടുള്ള പോളിയെതർ പോളിയുറീൻ (NIPEU) ഒരു പരമ്പര തയ്യാറാക്കി, പ്രതികരണ സമയത്ത് ഇടനിലക്കാരുടെ ക്രോസ്ലിങ്കിംഗ് പ്രശ്നം പരിഹരിച്ചു. NIPEU, 1, 6-ഹെക്സമെത്തിലീൻ ഡൈസോസയനേറ്റ് എന്നിവ തയ്യാറാക്കിയ പരമ്പരാഗത പോളിയെതർ പോളിയുറീൻ (HDIPU) ഘടനയും ഗുണങ്ങളും പട്ടിക 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ താരതമ്യം ചെയ്തു.
| സാമ്പിൾ | ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് മാസ് ഫ്രാക്ഷൻ/% | തന്മാത്രാ ഭാരം/(g·mol^(-1)) | തന്മാത്രാ ഭാരം വിതരണ സൂചിക | ടെൻസൈൽ ശക്തി/MPa | ഇടവേളയിൽ നീളം/% |
| 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 |
പട്ടിക 1
NIPEU ഉം HDIPU ഉം തമ്മിലുള്ള ഘടനാപരമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ പ്രധാനമായും ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് മൂലമാണെന്ന് പട്ടിക 1-ലെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. NIPEU-ൻ്റെ സൈഡ് റിയാക്ഷൻ വഴി ഉണ്ടാകുന്ന യൂറിയ ഗ്രൂപ്പ് ക്രമരഹിതമായി ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് തന്മാത്രാ ശൃംഖലയിൽ ഉൾച്ചേർക്കുന്നു, കഠിനമായ സെഗ്‌മെൻ്റിനെ തകർത്ത് ക്രമപ്പെടുത്തിയ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, തൽഫലമായി, ഹാർഡ് സെഗ്‌മെൻ്റിൻ്റെ തന്മാത്രാ ശൃംഖലകൾക്കിടയിൽ ദുർബലമായ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകളും ഹാർഡ് സെഗ്‌മെൻ്റിൻ്റെ താഴ്ന്ന സ്ഫടികതയും ഉണ്ടാകുന്നു. , NIPEU- ൻ്റെ കുറഞ്ഞ ഘട്ടം വേർതിരിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. തൽഫലമായി, അതിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എച്ച്ഡിഐപിയുവിനേക്കാൾ വളരെ മോശമാണ്.
2.2 പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ
പോളിസ്റ്റർ ഡയോളുകൾ മൃദുവായ ഭാഗങ്ങളായി ഉള്ള പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ (PETU) നല്ല ബയോഡീഗ്രേഡബിലിറ്റിയും ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റിയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്, കൂടാതെ ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗ് സ്കാർഫോൾഡുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് മികച്ച ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകളുള്ള ഒരു ബയോമെഡിക്കൽ മെറ്റീരിയലാണ്. പോളിബ്യൂട്ടിൻ അഡിപേറ്റ് ഡയോൾ, പോളിഗ്ലൈക്കോൾ അഡിപേറ്റ് ഡയോൾ, പോളികാപ്രോലാക്റ്റോൺ ഡയോൾ എന്നിവയാണ് മൃദുവായ സെഗ്‌മെൻ്റുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പോളിസ്റ്റർ ഡയോളുകൾ.
നേരത്തെ, Rokicki et al. എഥിലീൻ കാർബണേറ്റുമായി ഡയമിനും വ്യത്യസ്ത ഡയോളുകളും (1, 6-ഹെക്‌സാനേഡിയോൾ,1, 10-എൻ-ഡോഡെകാനോൾ) പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വ്യത്യസ്ത NIPU ലഭിച്ചു, എന്നാൽ സമന്വയിപ്പിച്ച NIPU-വിന് കുറഞ്ഞ തന്മാത്രാ ഭാരവും കുറഞ്ഞ Tg ഉണ്ടായിരുന്നു. ഫർഹാദിയൻ തുടങ്ങിയവർ. സൺഫ്ലവർ സീഡ് ഓയിൽ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിച്ച് പോളിസൈക്ലിക് കാർബണേറ്റ് തയ്യാറാക്കി, പിന്നീട് ബയോ അധിഷ്‌ഠിത പോളിമൈനുകളുമായി കലർത്തി, ഒരു പ്ലേറ്റിൽ പൊതിഞ്ഞ്, 90 ℃ താപനിലയിൽ 24 മണിക്കൂർ നേരം സുഖപ്പെടുത്തി, തെർമോസെറ്റിംഗ് പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ ഫിലിം ലഭിക്കും, ഇത് നല്ല താപ സ്ഥിരത കാണിക്കുന്നു. സൗത്ത് ചൈന യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിൽ നിന്നുള്ള ഴാങ് ലിക്വൻ്റെ ഗവേഷണ സംഘം ഡയമൈനുകളുടെയും സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റുകളുടെയും ഒരു പരമ്പര സമന്വയിപ്പിച്ചു, തുടർന്ന് ബയോബേസ്ഡ് ഡൈബാസിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് ഘനീഭവിപ്പിച്ച് ബയോബേസ്ഡ് പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ ലഭിച്ചു. ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് റിസർച്ചിലെ നിംഗ്ബോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് റിസർച്ചിലെ ഷു ജിന്നിൻ്റെ ഗവേഷണ സംഘം ഹെക്‌സാഡിയമൈൻ, വിനൈൽ കാർബണേറ്റ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഡയമിനോഡിയോൾ ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് തയ്യാറാക്കി, തുടർന്ന് പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ പരമ്പര ലഭിക്കുന്നതിന് ബയോ-ബേസ്ഡ് അപൂരിത ഡൈബാസിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് പോളികണ്ടൻസേഷൻ തയ്യാറാക്കി. അൾട്രാവയലറ്റ് ക്യൂറിംഗ് [23]. Zheng Liuchun, Li Chuncheng എന്നിവരുടെ ഗവേഷണ സംഘം അഡിപിക് ആസിഡും വ്യത്യസ്ത കാർബൺ ആറ്റോമിക് നമ്പറുകളുള്ള നാല് അലിഫാറ്റിക് ഡയോളുകളും (butanediol, hexadiol, octanediol, decanediol) അനുബന്ധ പോളിസ്റ്റർ ഡയോളുകൾ സോഫ്റ്റ് സെഗ്മെൻ്റുകളായി തയ്യാറാക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു; അലിഫാറ്റിക് ഡയോളുകളുടെ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ പേരിലുള്ള നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളിസ്റ്റർ പോളിയുറീൻ (പിഇടിയു) ഒരു കൂട്ടം, ബിഎച്ച്‌സിയും ഡയോളുകളും തയ്യാറാക്കിയ ഹൈഡ്രോക്സി സീൽഡ് ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് പ്രീപോളിമർ ഉപയോഗിച്ച് പോളികണ്ടൻസേഷൻ ഉരുക്കി ലഭിച്ചു. PETU- ൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പട്ടിക 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
| സാമ്പിൾ | ടെൻസൈൽ ശക്തി/MPa | ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്/എംപിഎ | ഇടവേളയിൽ നീളം/% |
| 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 |
പട്ടിക 2
PETU4 ൻ്റെ സോഫ്റ്റ് സെഗ്‌മെൻ്റിന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാർബോണൈൽ സാന്ദ്രതയും കഠിനമായ സെഗ്‌മെൻ്റുമായുള്ള ഏറ്റവും ശക്തമായ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടും ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഘട്ടം വേർതിരിക്കുന്ന ഡിഗ്രിയും ഉണ്ടെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. മൃദുവായതും കഠിനവുമായ രണ്ട് ഭാഗങ്ങളുടെയും ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പരിമിതമാണ്, കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കവും ടെൻസൈൽ ശക്തിയും കാണിക്കുന്നു, എന്നാൽ ബ്രേക്ക് സമയത്ത് ഏറ്റവും ഉയർന്ന നീളം.
2.3 പോളികാർബണേറ്റ് പോളിയുറീൻ
പോളികാർബണേറ്റ് പോളിയുറീൻ (പിസിയു), പ്രത്യേകിച്ച് അലിഫാറ്റിക് പിസിയുവിന് മികച്ച ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതിരോധം, ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധം, നല്ല ബയോളജിക്കൽ സ്ഥിരത, ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി എന്നിവയുണ്ട്, കൂടാതെ ബയോമെഡിസിൻ മേഖലയിൽ നല്ല പ്രയോഗ സാധ്യതകളുമുണ്ട്. നിലവിൽ, തയ്യാറാക്കിയ മിക്ക NIPU കളും പോളിയെതർ പോളിയോളുകളും പോളിസ്റ്റർ പോളിയോളുകളും സോഫ്റ്റ് സെഗ്മെൻ്റുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ പോളികാർബണേറ്റ് പോളിയുറീൻ സംബന്ധിച്ച് കുറച്ച് ഗവേഷണ റിപ്പോർട്ടുകൾ മാത്രമേയുള്ളൂ.
സൗത്ത് ചൈന യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ ടിയാൻ ഹെങ്‌ഷൂയിയുടെ ഗവേഷണ സംഘം തയ്യാറാക്കിയ നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളികാർബണേറ്റ് പോളിയുറാത്തേന് 50 000 g/mol-ൽ കൂടുതൽ തന്മാത്രാ ഭാരം ഉണ്ട്. പോളിമറിൻ്റെ തന്മാത്രാ ഭാരത്തിൽ പ്രതികരണ സാഹചര്യങ്ങളുടെ സ്വാധീനം പഠിച്ചു, പക്ഷേ അതിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടില്ല. Zheng Liuchun, Li Chuncheng എന്നിവരുടെ ഗവേഷണ സംഘം DMC, hexanediamine, hexadiol, polycarbonate diols എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് PCU തയ്യാറാക്കി, ഹാർഡ് സെഗ്മെൻ്റ് ആവർത്തിക്കുന്ന യൂണിറ്റിൻ്റെ മാസ് ഫ്രാക്ഷൻ അനുസരിച്ച് PCU എന്ന് നാമകരണം ചെയ്തു. മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പട്ടിക 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
| സാമ്പിൾ | ടെൻസൈൽ ശക്തി/MPa | ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്/എംപിഎ | ഇടവേളയിൽ നീളം/% |
| 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 |
പട്ടിക 3
പിസിയുവിന് ഉയർന്ന തന്മാത്രാ ഭാരം, 6×104 ~ 9×104g/mol വരെ, ദ്രവണാങ്കം 137 ℃, 29 MPa വരെ ടെൻസൈൽ ശക്തി എന്നിവ ഉണ്ടെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള പിസിയു ഒന്നുകിൽ കർക്കശമായ പ്ലാസ്റ്റിക്ക് ആയി അല്ലെങ്കിൽ ഒരു എലാസ്റ്റോമർ ആയി ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് ബയോമെഡിക്കൽ മേഖലയിൽ (മനുഷ്യ ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗ് സ്കാർഫോൾഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കാർഡിയോ വാസ്കുലർ ഇംപ്ലാൻ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ പോലെയുള്ള) നല്ല ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതയുള്ളതാണ്.
2.4 ഹൈബ്രിഡ് നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളിയുറീൻ
ഹൈബ്രിഡ് നോൺ-ഐസോസയനേറ്റ് പോളിയുറീൻ (ഹൈബ്രിഡ് NIPU) എന്നത് എപ്പോക്സി റെസിൻ, അക്രിലേറ്റ്, സിലിക്ക അല്ലെങ്കിൽ സിലോക്സെയ്ൻ ഗ്രൂപ്പുകളെ പോളിയുറീൻ തന്മാത്രാ ചട്ടക്കൂടിലേക്ക് ഒരു ഇൻ്റർപെനെട്രേറ്റിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്ക് രൂപീകരിക്കുന്നതിനും പോളിയുറീൻ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും പോളിയുറീൻ വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനങ്ങൾ നൽകുന്നതിനും അവതരിപ്പിക്കുന്നതാണ്.
ഫെങ് യുവേലൻ തുടങ്ങിയവർ. പെൻ്റമോണിക് സൈക്ലിക് കാർബണേറ്റ് (CSBO) സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ജൈവ-അടിസ്ഥാന എപ്പോക്സി സോയാബീൻ ഓയിൽ CO2 ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചു, കൂടാതെ CSBO ഘനീഭവിച്ച CSBO രൂപംകൊണ്ട NIPU കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി കൂടുതൽ ദൃഢമായ ചെയിൻ സെഗ്മെൻ്റുകളുള്ള ബിസ്ഫെനോൾ A diglycidyl Ether (epoxy resin E51) അവതരിപ്പിച്ചു. തന്മാത്രാ ശൃംഖലയിൽ ഒലിക് ആസിഡ്/ലിനോലെയിക് ആസിഡിൻ്റെ ഒരു നീണ്ട വഴക്കമുള്ള ചെയിൻ സെഗ്മെൻ്റ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇതിൽ കൂടുതൽ കർക്കശമായ ചെയിൻ സെഗ്‌മെൻ്റുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇതിന് ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ഉയർന്ന കാഠിന്യവും ഉണ്ട്. ചില ഗവേഷകർ ഡൈതലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ ബൈസൈക്ലിക് കാർബണേറ്റിൻ്റെയും ഡയമിൻ്റെയും റേറ്റ്-ഓപ്പണിംഗ് റിയാക്ഷൻ വഴി ഫ്യൂറാൻ എൻഡ് ഗ്രൂപ്പുകളുമായി മൂന്ന് തരം NIPU പ്രീപോളിമറുകൾ സമന്വയിപ്പിച്ചു, തുടർന്ന് അപൂരിത പോളിസ്റ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സ്വയം രോഗശാന്തി പ്രവർത്തനത്തോടുകൂടിയ മൃദു പോളിയുറീൻ തയ്യാറാക്കി, ഉയർന്ന സ്വയം തിരിച്ചറിഞ്ഞു. മൃദു നിപുവിൻ്റെ രോഗശാന്തി കാര്യക്ഷമത. ഹൈബ്രിഡ് NIPU- യ്ക്ക് പൊതുവായ NIPU- യുടെ സവിശേഷതകൾ മാത്രമല്ല, മികച്ച അഡീഷൻ, ആസിഡ്, ആൽക്കലി നാശന പ്രതിരോധം, ലായക പ്രതിരോധം, മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവയും ഉണ്ടായിരിക്കാം.
3 ഔട്ട്ലുക്ക്
വിഷ ഐസോസയനേറ്റ് ഉപയോഗിക്കാതെയാണ് NIPU തയ്യാറാക്കിയിരിക്കുന്നത്, നിലവിൽ നുര, കോട്ടിംഗ്, പശ, എലാസ്റ്റോമർ, മറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവയുടെ രൂപത്തിലാണ് ഇത് പഠിക്കുന്നത്, കൂടാതെ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകളുമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, അവരിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഇപ്പോഴും ലബോറട്ടറി ഗവേഷണത്തിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനം ഇല്ല. കൂടാതെ, ജനങ്ങളുടെ ജീവിതനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഡിമാൻഡിൻ്റെ തുടർച്ചയായ വളർച്ചയും, ഒരൊറ്റ പ്രവർത്തനമോ ഒന്നിലധികം പ്രവർത്തനങ്ങളോ ഉള്ള NIPU ആൻറി ബാക്ടീരിയൽ, സെൽഫ് റിപ്പയർ, ഷേപ്പ് മെമ്മറി, ഫ്ലേം റിട്ടാർഡൻ്റ്, ഉയർന്ന താപ പ്രതിരോധം എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഒരു പ്രധാന ഗവേഷണ ദിശയായി മാറി. അങ്ങനെ. അതിനാൽ, ഭാവിയിലെ ഗവേഷണങ്ങൾ വ്യവസായവൽക്കരണത്തിൻ്റെ പ്രധാന പ്രശ്നങ്ങളെ എങ്ങനെ മറികടക്കാമെന്നും പ്രവർത്തനക്ഷമമായ NIPU തയ്യാറാക്കുന്നതിൻ്റെ ദിശ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നത് തുടരണം.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-29-2024