નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથેન્સ પર સંશોધનની પ્રગતિ
1937 માં તેમની રજૂઆતથી, પોલીયુરેથીન (PU) સામગ્રીને પરિવહન, બાંધકામ, પેટ્રોકેમિકલ્સ, કાપડ, મિકેનિકલ અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ, એરોસ્પેસ, આરોગ્યસંભાળ અને કૃષિ સહિતના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન મળી છે. આ સામગ્રીનો ઉપયોગ ફોમ પ્લાસ્ટિક, ફાઇબર, ઇલાસ્ટોમર્સ, વોટરપ્રૂફિંગ એજન્ટ્સ, સિન્થેટીક લેધર, કોટિંગ્સ, એડહેસિવ્સ, પેવિંગ મટિરિયલ્સ અને મેડિકલ સપ્લાય જેવા સ્વરૂપોમાં થાય છે. પરંપરાગત PU મુખ્યત્વે મેક્રોમોલેક્યુલર પોલિઓલ્સ અને નાના મોલેક્યુલર ચેઇન એક્સટેન્ડર્સ સાથે બે અથવા વધુ આઇસોસાયનેટ્સમાંથી સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. જો કે, આઇસોસાયનેટ્સની સહજ ઝેરીતા માનવ સ્વાસ્થ્ય અને પર્યાવરણ માટે નોંધપાત્ર જોખમો ઉભી કરે છે; વધુમાં તેઓ સામાન્ય રીતે ફોસજીન-એક અત્યંત ઝેરી પુરોગામી-અને અનુરૂપ એમાઈન કાચી સામગ્રીમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
સમકાલીન રાસાયણિક ઉદ્યોગની હરિયાળી અને ટકાઉ વિકાસ પદ્ધતિઓના અનુસંધાનના પ્રકાશમાં, સંશોધકો નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથેન્સ (NIPU) માટે નવલકથા સંશ્લેષણ માર્ગોની શોધ કરતી વખતે પર્યાવરણને અનુકૂળ સંસાધનો સાથે આઇસોસાયનેટ્સને બદલવા પર વધુને વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યા છે. આ પેપર વિવિધ પ્રકારના NIPU માં પ્રગતિની સમીક્ષા કરતી વખતે અને વધુ સંશોધન માટે સંદર્ભ આપવા માટે તેમની ભાવિ સંભાવનાઓની ચર્ચા કરતી વખતે NIPU માટે તૈયારીના માર્ગોનો પરિચય આપે છે.
1 નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથેન્સનું સંશ્લેષણ
1950 ના દાયકામાં વિદેશમાં એલિફેટિક ડાયામિન્સ સાથે સંયુક્ત મોનોસાયક્લિક કાર્બોનેટનો ઉપયોગ કરીને નીચા પરમાણુ વજનવાળા કાર્બામેટ સંયોજનોનું પ્રથમ સંશ્લેષણ થયું હતું-જે બિન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથીન સંશ્લેષણ તરફ એક મુખ્ય ક્ષણને ચિહ્નિત કરે છે. હાલમાં NIPU ના ઉત્પાદન માટે બે પ્રાથમિક પદ્ધતિઓ અસ્તિત્વમાં છે: પ્રથમમાં દ્વિસંગી ચક્રીય કાર્બોનેટ અને દ્વિસંગી એમાઈન્સ વચ્ચે તબક્કાવાર વધારાની પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે; બીજામાં કાર્બામેટ્સની અંદર માળખાકીય વિનિમયની સુવિધા આપતા ડાયોલ્સ સાથે ડાયયુરેથીન મધ્યવર્તી સંડોવતા પોલીકન્ડેન્સેશન પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. ડાયમરબોક્સીલેટ મધ્યવર્તી કાં તો ચક્રીય કાર્બોનેટ અથવા ડાયમિથાઈલ કાર્બોનેટ (ડીએમસી) માર્ગો દ્વારા મેળવી શકાય છે; મૂળભૂત રીતે તમામ પદ્ધતિઓ કાર્બોનિક એસિડ જૂથો દ્વારા પ્રતિક્રિયા આપે છે જે કાર્બામેટ કાર્યક્ષમતા આપે છે.
નીચેના વિભાગો આઇસોસાયનેટનો ઉપયોગ કર્યા વિના પોલીયુરેથીનનું સંશ્લેષણ કરવા માટેના ત્રણ અલગ-અલગ અભિગમો પર વિસ્તૃત રીતે જણાવે છે.
1.1 દ્વિસંગી ચક્રીય કાર્બોનેટ રૂટ
NIPU ને આકૃતિ 1 માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે દ્વિસંગી એમાઇન સાથે દ્વિસંગી ચક્રીય કાર્બોનેટને સંડોવતા તબક્કાવાર ઉમેરણો દ્વારા સંશ્લેષણ કરી શકાય છે.
તેની મુખ્ય સાંકળની રચના સાથે પુનરાવર્તિત એકમોમાં રહેલા બહુવિધ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને કારણે આ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે પોલીβ-હાઇડ્રોક્સિલ પોલીયુરેથીન (PHU) તરીકે ઓળખાતી ઉપજ આપે છે. લેટસ્ચ એટ અલ., દ્વિસંગી એમાઇન્સ વત્તા દ્વિસંગી ચક્રીય કાર્બોનેટમાંથી મેળવેલા નાના અણુઓની સાથે ચક્રીય કાર્બોનેટ-ટર્મિનેટેડ પોલિએથર્સનો ઉપયોગ કરતી પોલિએથર PHU ની શ્રેણી વિકસાવી છે - પોલિથર PUs તૈયાર કરવા માટે વપરાતી પરંપરાગત પદ્ધતિઓ સાથે આની સરખામણી કરી. તેમના તારણો દર્શાવે છે કે PHU ની અંદરના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો નરમ/કઠણ ભાગોમાં સ્થિત નાઇટ્રોજન/ઓક્સિજન અણુઓ સાથે સરળતાથી હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવે છે; સોફ્ટ સેગમેન્ટ્સમાં ભિન્નતા હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ વર્તણૂક તેમજ માઇક્રોફેસ સેપરેશન ડિગ્રીને પણ પ્રભાવિત કરે છે જે પાછળથી એકંદર કામગીરી લાક્ષણિકતાઓને અસર કરે છે.
સામાન્ય રીતે 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ તાપમાનની નીચે સંચાલિત આ માર્ગ પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન કોઈ ઉપ-ઉત્પાદનો પેદા કરતું નથી જ્યારે તે ભેજ પ્રત્યે પ્રમાણમાં અસંવેદનશીલ બને છે જ્યારે અસ્થિરતાની ચિંતાઓથી મુક્ત સ્થિર ઉત્પાદનો આપે છે જો કે મજબૂત ધ્રુવીયતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ કાર્બનિક દ્રાવકોની જરૂર પડે છે જેમ કે ડાઇમેથાઈલ સલ્ફોક્સાઈડ, N-dimethylformamide (DMF), વગેરે. વધારામાં વિસ્તૃત પ્રતિક્રિયા સમય એક દિવસથી લઈને પાંચ દિવસ સુધીનો હોય છે જે વારંવાર 30k g/mol ની આસપાસના થ્રેશોલ્ડની નીચે ઓછા પરમાણુ વજન આપે છે જે મોટા પાયે ઉત્પાદનને પડકારરૂપ બનાવે છે કારણ કે મોટા પાયે બંને ઊંચા ખર્ચને આભારી છે. તેમાં સંલગ્ન PHUs દ્વારા પ્રદર્શિત અપૂરતી તાકાત, આશાસ્પદ એપ્લિકેશનો હોવા છતાં ડેમ્પિંગ મટિરિયલ ડોમેન્સ શેપ મેમરી કન્સ્ટ્રક્ટ એડહેસિવ ફોર્મ્યુલેશન કોટિંગ સોલ્યુશન ફોમ વગેરે.
1.2 મોનોસાયલિક કાર્બોનેટ રૂટ
મોનોસાયલિક કાર્બોનેટ ડાયામાઇન સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા આપે છે પરિણામે ડાયકાર્બામેટ હાઇડ્રોક્સિલ એન્ડ-ગ્રુપ્સ ધરાવે છે જે પછી આકૃતિ 2 દ્વારા દૃષ્ટિની રીતે દર્શાવવામાં આવેલા NIPU માળખાકીય રીતે પરંપરાગત સમકક્ષો સમાન ડાયોલ્સ સાથે વિશિષ્ટ ટ્રાન્સસ્ટેરિફિકેશન/પોલીકડેન્સેશન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે.
સામાન્ય રીતે કાર્યરત મોનોસાયલિક વેરિઅન્ટ્સમાં ઇથિલિન અને પ્રોપીલીન કાર્બોરેટેડ સબસ્ટ્રેટનો સમાવેશ થાય છે જેમાં બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમિકલ ટેક્નોલોજીમાં ઝાઓ જિંગબોની ટીમે વિવિધ ડાયમાઇન્સનો સમાવેશ કર્યો હતો અને કથિત ચક્રીય એન્ટિટીઓ સામે પ્રતિક્રિયા આપી હતી જે શરૂઆતમાં વિવિધ સ્ટ્રક્ચરલ ડિકાર્બામેટ મધ્યસ્થી મેળવે છે સફળ રચના સંબંધિત ઉત્પાદન રેખાઓ પ્રભાવશાળી થર્મલ/મિકેનિકલ ગુણધર્મો દર્શાવે છે જે 1476% ની નજીક 24MPa વિસ્તરણ દરની ટોચ પર લગભગ 125~161°C ની તાણ શક્તિની રેન્જની આસપાસ ફરતા ઉપરના ગલનબિંદુ સુધી પહોંચે છે. વાંગ એટ અલ., એ જ રીતે ડીએમસીની જોડીમાં બનેલ લીવરેજ્ડ સંયોજનો અનુક્રમે હાઇડ્રોક્સી-ટર્મિનેટેડ ડેરિવેટિવ્ઝનું સંશ્લેષણ કરે છે જે બાદમાં ઓક્સાલિક/સેબેસીક/એસિડ જેવા બાયોબેઝ્ડ ડિબેસિક એસિડને ફાઇનલ-એસીડ-એસીડ-એસીડ-એસીડ આઉટ કરે છે k~28k ગ્રામ/મોલ તાણ શક્તિ વધઘટ 9~17 MPa વિસ્તરણ 35% ~ 235% બદલાય છે.
સાયક્લોકાર્બોનિક એસ્ટર્સ સામાન્ય રીતે 80° થી 120 ° સે તાપમાનના ગાળાને જાળવતા સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઉત્પ્રેરકની આવશ્યકતા વિના અસરકારક રીતે જોડાય છે અનુગામી ટ્રાંસસ્ટેરિફિકેશન સામાન્ય રીતે ઓર્ગેનોટિન-આધારિત ઉત્પ્રેરક પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કરે છે જે સુનિશ્ચિત કરે છે કે શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા 200°ને વટાવી ન જાય. ડાયોલિક ઇનપુટ્સ સક્ષમ સ્વ-પોલિમરાઇઝેશન/ડિગ્લાયકોલીસીસ ઘટનાઓને લક્ષ્યાંકિત કરવાના માત્ર ઘનીકરણના પ્રયત્નોથી આગળ, ઇચ્છિત પરિણામો ઉત્પન્ન કરવા માટેની પદ્ધતિને સહજ રીતે ઇકો-ફ્રેન્ડલી રેન્ડર કરે છે જે મુખ્યત્વે મિથેનોલ/નાના-પરમાણુ-ડાયોલિક અવશેષોને આગળ વધારતા વૈકલ્પિક ઔદ્યોગિક મોવમેન્ટ રજૂ કરે છે.
1.3 ડાયમેથાઈલ કાર્બોનેટ રૂટ
ડીએમસી એ પર્યાવરણીય રીતે સાઉન્ડ/બિન-ઝેરી વિકલ્પ રજૂ કરે છે જેમાં અસંખ્ય સક્રિય કાર્યાત્મક મોઇટીઝ સહિત મિથાઈલ/મેથોક્સી/કાર્બોનિલ રૂપરેખાંકનોનો સમાવેશ થાય છે જે રિએક્ટિવિટી પ્રોફાઇલને નોંધપાત્ર રીતે સક્રિય કરે છે જે પ્રારંભિક જોડાણોને સક્ષમ કરે છે જ્યાં DMC નાના મિથાઈલ-કાર્બામેટની રચના સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. વધારાના નાના-ચેન-એક્સટેન્ડર-ડાયોલિક્સ/મોટા-પોલીયોલ ઘટકો જે આકૃતિ3 દ્વારા તદનુસાર વિઝ્યુઅલાઈઝ થયેલ પોલિમર સ્ટ્રક્ચર્સ પછીના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે.
સોડિયમ મેથોક્સાઇડ કેટાલિસિસનો લાભ લેતા ઉપરોક્ત ડાયનેમિક્સ પર કેપિટલાઇઝ્ડ દીપા એટ.એલ. °C). પાન ડોંગડોંગે DMC હેક્સામેથિલિન-ડાયામિનોપોલીકાર્બોનેટ-પોલીઆલ્કોહોલનો સમાવેશ કરતી વ્યૂહાત્મક જોડી પસંદ કરી છે જે 1000%-1400% સુધી પહોંચતા તાણ-શક્તિ મેટ્રિક્સ ઓસીલેટીંગ 10-15MPa વિસ્તરણ ગુણોત્તરને દર્શાવતા નોંધપાત્ર પરિણામોની અનુભૂતિ કરે છે. વિવિધ સાંકળ-વિસ્તરણ પ્રભાવોની આસપાસના સંશોધનાત્મક કાર્યોએ બ્યુટેનડિઓલ/હેક્ઝાનેડિઓલ પસંદગીઓને અનુકૂળ રીતે સંરેખિત કરવાની પસંદગીઓ જાહેર કરી હતી જ્યારે અણુ-સંખ્યા સમાનતા જાળવી રાખે છે અને સમગ્ર સાંકળોમાં અવલોકન કરાયેલ ક્રિસ્ટલિનિટી ઉન્નતીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. સરાઝિનના જૂથે ડિમોનેડિઓલ/હેક્ઝાનેડિઓલ ડિમોનેડિઓલ સાથે સંકલિત કરવામાં આવે છે 230℃ પર પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગને શ્રદ્ધાંજલિ .અતિરિક્ત અન્વેષણોનો હેતુ બિન-આઇસોસાયન્ટ-પોલીયુરેસનો ઉપયોગ કરીને ડાયઝોમોનોમર સગાઈ અપેક્ષિત સંભવિત પેઇન્ટ એપ્લીકેશનો વિનાઇલ-કાર્બોનેસિયસ સમકક્ષો પર તુલનાત્મક લાભો ઉભરી રહી છે જે ઉપલબ્ધ ખર્ચ-અસરકારકતા/વિસ્તૃત સોર્સિંગ એવેન્સ ઉપલબ્ધ છે વાતાવરણ દ્રાવકની આવશ્યકતાઓને નકારીને ત્યાંથી કચરાના પ્રવાહોને ઘટાડવામાં આવે છે જે મુખ્યત્વે માત્ર મિથેનોલ/સ્મોલ-મોલેક્યુલ-ડાયોલિક એફ્લુઅન્ટ્સ મર્યાદિત હોય છે જે એકંદરે હરિયાળા સંશ્લેષણના દાખલાઓ સ્થાપિત કરે છે.
2 નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથીનના વિવિધ સોફ્ટ સેગમેન્ટ્સ
2.1 પોલીથર પોલીયુરેથીન
પોલીથર પોલીયુરેથીન (PEU) નો ઉપયોગ સોફ્ટ સેગમેન્ટના પુનરાવર્તિત એકમોમાં ઈથર બોન્ડની ઓછી સંયોજક ઉર્જા, સરળ પરિભ્રમણ, ઉત્તમ નીચા તાપમાનની સુગમતા અને હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિકારને કારણે વ્યાપકપણે થાય છે.
કેબીર એટ અલ. DMC, પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને બ્યુટેનેડિઓલ સાથે સંશ્લેષિત પોલિથર પોલીયુરેથીન કાચા માલ તરીકે, પરંતુ મોલેક્યુલર વજન ઓછું હતું (7 500 ~ 14 800 ગ્રામ/મોલ), Tg 0 ℃ કરતાં ઓછું હતું, અને ગલનબિંદુ પણ ઓછું હતું (38 ~ 48℃) , અને તાકાત અને અન્ય સૂચકાંકો ઉપયોગની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા મુશ્કેલ હતા. Zhao Jingbo ના સંશોધન જૂથે PEU ને સંશ્લેષણ કરવા માટે ઇથિલિન કાર્બોનેટ, 1, 6-હેક્સનેડિયામાઇન અને પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેનું પરમાણુ વજન 31 000g/mol, 5 ~ 24MPa ની તાણ શક્તિ અને 0.9% ~ 8% 8% 1 ના વિરામ પર વિસ્તરણ છે. સુગંધિત પોલીયુરેથેન્સની સંશ્લેષિત શ્રેણીનું મોલેક્યુલર વજન 17 300 ~ 21 000g/mol છે, Tg -19 ~ 10℃ છે, ગલનબિંદુ 102 ~ 110℃ છે, તાણ શક્તિ 12 ~ 38MPa છે, અને સ્થિતિસ્થાપક પુનઃપ્રાપ્તિ દર છે 200% સતત વિસ્તરણ 69% ~ 89% છે.
ઝેંગ લિચુન અને લી ચુનચેંગના સંશોધન જૂથે મધ્યવર્તી 1, 6-હેક્સામેથિલેનેડિઆમાઇન (BHC) ડાયમિથાઈલ કાર્બોનેટ અને 1, 6-હેક્સામેથિલેનેડિયામાઇન, અને વિવિધ નાના અણુઓ સ્ટ્રેટ ચેઇન ડાયોલ્સ અને પોલિટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાનેડિઓલ્સ (00=2) સાથે પોલિકન્ડેન્સેશન તૈયાર કર્યું. બિન-આઇસોસાયનેટ માર્ગ સાથે પોલિએથર પોલીયુરેથેન્સ (NIPEU) ની શ્રેણી તૈયાર કરવામાં આવી હતી, અને પ્રતિક્રિયા દરમિયાન મધ્યવર્તીઓની ક્રોસલિંકિંગ સમસ્યા હલ કરવામાં આવી હતી. NIPEU અને 1, 6-hexamethylene diisocyanate દ્વારા તૈયાર કરાયેલ પરંપરાગત પોલિથર પોલીયુરેથીન (HDIPU) ની રચના અને ગુણધર્મોની સરખામણી કોષ્ટક 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે કરવામાં આવી હતી.
| નમૂના | સખત સેગમેન્ટ સમૂહ અપૂર્ણાંક/% | મોલેક્યુલર વજન/(જી·મોલ^(-1)) | મોલેક્યુલર વજન વિતરણ સૂચકાંક | તાણ શક્તિ/MPa | વિરામ/% પર વિસ્તરણ |
| NIPEU30 | 30 | 74000 છે | 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 |
કોષ્ટક 1
કોષ્ટક 1 માં પરિણામો દર્શાવે છે કે NIPEU અને HDIPU વચ્ચેના માળખાકીય તફાવતો મુખ્યત્વે હાર્ડ સેગમેન્ટને કારણે છે. NIPEU ની બાજુની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ યુરિયા જૂથ અવ્યવસ્થિત રીતે હાર્ડ સેગમેન્ટની મોલેક્યુલર ચેઇનમાં એમ્બેડ કરવામાં આવે છે, જે હાર્ડ સેગમેન્ટને તોડીને ઓર્ડર કરેલા હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવે છે, પરિણામે હાર્ડ સેગમેન્ટની મોલેક્યુલર ચેઇન્સ અને હાર્ડ સેગમેન્ટની ઓછી સ્ફટિકીયતા વચ્ચે નબળા હાઇડ્રોજન બોન્ડ બને છે. , NIPEU ના નીચા તબક્કાના વિભાજનમાં પરિણમે છે. પરિણામે, તેની યાંત્રિક ગુણધર્મો HDIPU કરતાં ઘણી ખરાબ છે.
2.2 પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન
પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન (PETU) પોલિએસ્ટર ડાયોલ્સ સાથે સોફ્ટ સેગમેન્ટ્સ તરીકે સારી બાયોડિગ્રેડબિલિટી, બાયોકોમ્પેટિબિલિટી અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને તેનો ઉપયોગ ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ સ્કેફોલ્ડ્સ તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે, જે શ્રેષ્ઠ એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ સાથે બાયોમેડિકલ સામગ્રી છે. પોલિએસ્ટર ડાયોલ્સ સામાન્ય રીતે સોફ્ટ સેગમેન્ટમાં વપરાતા પોલીબ્યુટીલીન એડીપેટ ડાયોલ, પોલીગ્લાયકોલ એડીપેટ ડીઓલ અને પોલીકેપ્રોલેક્ટોન ડીઓલ છે.
અગાઉ, રોકીકી એટ અલ. વિવિધ NIPU મેળવવા માટે ડાયમિન અને વિવિધ ડાયોલ્સ (1, 6-હેક્સનેડિઓલ,1, 10-n-ડોડેકેનોલ) સાથે ઇથિલિન કાર્બોનેટ પર પ્રતિક્રિયા આપી, પરંતુ સંશ્લેષિત NIPU નું પરમાણુ વજન ઓછું અને Tg ઓછું હતું. ફરહાદિયન એટ અલ. કાચા માલ તરીકે સૂર્યમુખી બીજ તેલનો ઉપયોગ કરીને પોલિસાયક્લિક કાર્બોનેટ તૈયાર કરો, પછી બાયો-આધારિત પોલિમાઇન સાથે મિશ્રિત, પ્લેટ પર કોટેડ, અને થર્મોસેટિંગ પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન ફિલ્મ મેળવવા માટે 90 ℃ પર 24 કલાક માટે ઉપચાર કરવામાં આવે છે, જે સારી થર્મલ સ્થિરતા દર્શાવે છે. સાઉથ ચાઇના યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્નોલોજીના ઝાંગ લિક્યુનના સંશોધન જૂથે ડાયમાઇન્સ અને ચક્રીય કાર્બોનેટની શ્રેણીનું સંશ્લેષણ કર્યું અને પછી બાયોબેઝ્ડ પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન મેળવવા માટે બાયોબેઝ્ડ ડાયબેસિક એસિડ સાથે કન્ડેન્સ કર્યું. નિંગબો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ મટિરિયલ્સ રિસર્ચ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઑફ સાયન્સમાં ઝુ જિનના સંશોધન જૂથે હેક્સાડિયામાઇન અને વિનાઇલ કાર્બોનેટનો ઉપયોગ કરીને ડાયામિનોડિઓલ હાર્ડ સેગમેન્ટ તૈયાર કર્યો અને પછી પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીનની શ્રેણી મેળવવા માટે બાયો-આધારિત અસંતૃપ્ત ડાયબેસિક એસિડ સાથે પોલિકન્ડેન્સેશન તૈયાર કર્યું, જે પછી પેઇન્ટ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ ક્યોરિંગ [23]. ઝેંગ લિચુન અને લી ચુનચેંગના સંશોધન જૂથે એડિપિક એસિડ અને ચાર એલિફેટિક ડાયોલ્સ (બ્યુટેનેડિઓલ, હેક્સાડિઓલ, ઓક્ટનેડિઓલ અને ડેકેનેડિઓલ) નો ઉપયોગ વિવિધ કાર્બન અણુ નંબરો સાથે સંબંધિત પોલિએસ્ટર ડાયોલ્સને નરમ ભાગો તરીકે તૈયાર કરવા માટે કર્યો હતો; નોન-આઇસોસાયનેટ પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન (PETU) નું એક જૂથ, જેનું નામ એલિફેટિક ડાયલ્સના કાર્બન અણુઓની સંખ્યા પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, જે BHC અને diols દ્વારા તૈયાર કરાયેલ હાઇડ્રોક્સી-સીલ્ડ હાર્ડ સેગમેન્ટ પ્રીપોલિમર સાથે ગલન પોલિકન્ડેન્સેશન દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું. PETU ના યાંત્રિક ગુણધર્મો કોષ્ટક 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
| નમૂના | તાણ શક્તિ/MPa | સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ/MPa | વિરામ/% પર વિસ્તરણ |
| 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 |
કોષ્ટક 2
પરિણામો દર્શાવે છે કે PETU4 ના સોફ્ટ સેગમેન્ટમાં સૌથી વધુ કાર્બોનિલ ઘનતા, સખત સેગમેન્ટ સાથે સૌથી મજબૂત હાઇડ્રોજન બોન્ડ અને સૌથી નીચો તબક્કો અલગ કરવાની ડિગ્રી છે. નરમ અને સખત બંને ભાગોનું સ્ફટિકીકરણ મર્યાદિત છે, જે નીચા ગલનબિંદુ અને તાણ શક્તિ દર્શાવે છે, પરંતુ વિરામ સમયે સૌથી વધુ વિસ્તરણ.
2.3 પોલીકાર્બોનેટ પોલીયુરેથીન
પોલીકાર્બોનેટ પોલીયુરેથીન (PCU), ખાસ કરીને એલિફેટિક PCU, ઉત્તમ હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિકાર, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, સારી જૈવિક સ્થિરતા અને જૈવ સુસંગતતા ધરાવે છે, અને બાયોમેડિસિન ક્ષેત્રે સારી એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ ધરાવે છે. હાલમાં, મોટા ભાગના તૈયાર NIPU પોલિએથર પોલીયોલ્સ અને પોલિએસ્ટર પોલીયોલ્સનો સોફ્ટ સેગમેન્ટ તરીકે ઉપયોગ કરે છે, અને પોલીકાર્બોનેટ પોલીયુરેથીન પર થોડા સંશોધન અહેવાલો છે.
સાઉથ ચાઇના યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્નોલોજી ખાતે ટિયાન હેંગશુઇના સંશોધન જૂથ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલ નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીકાર્બોનેટ પોલીયુરેથીનનું મોલેક્યુલર વજન 50 000 ગ્રામ/મોલથી વધુ છે. પોલિમરના પરમાણુ વજન પર પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, પરંતુ તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોની જાણ કરવામાં આવી નથી. Zheng Liuchun અને Li Chuncheng ના સંશોધન જૂથે DMC, hexanediamine, hexadiol અને polycarbonate diols નો ઉપયોગ કરીને PCU તૈયાર કર્યું અને હાર્ડ સેગમેન્ટ રિપીટીંગ યુનિટના સમૂહ અપૂર્ણાંક અનુસાર PCU નામ આપ્યું. યાંત્રિક ગુણધર્મો કોષ્ટક 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
| નમૂના | તાણ શક્તિ/MPa | સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ/MPa | વિરામ/% પર વિસ્તરણ |
| 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 |
કોષ્ટક 3
પરિણામો દર્શાવે છે કે PCU નું ઉચ્ચ પરમાણુ વજન, 6×104 ~ 9×104g/mol સુધી, ગલનબિંદુ 137 ℃ સુધી અને તાણ શક્તિ 29 MPa સુધી છે. આ પ્રકારના પીસીયુનો ઉપયોગ કાં તો કઠોર પ્લાસ્ટિક અથવા ઈલાસ્ટોમર તરીકે થઈ શકે છે, જે બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રે (જેમ કે હ્યુમન ટિશ્યુ એન્જિનિયરિંગ સ્કેફોલ્ડ્સ અથવા કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર ઈમ્પ્લાન્ટ મટિરિયલ્સ)માં સારી એપ્લિકેશનની સંભાવના ધરાવે છે.
2.4 હાઇબ્રિડ નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથીન
હાઇબ્રિડ નોન-આઇસોસાયનેટ પોલીયુરેથીન (હાઇબ્રિડ NIPU) એ ઇપોક્સી રેઝિન, એક્રેલેટ, સિલિકા અથવા સિલોક્સેન જૂથોને પોલીયુરેથીન મોલેક્યુલર ફ્રેમવર્કમાં દાખલ કરવા માટે ઇન્ટરપેનિટ્રેટિંગ નેટવર્ક બનાવવા, પોલીયુરેથીનનું પ્રદર્શન સુધારવા અથવા પોલીયુરેથીનને વિવિધ કાર્યો આપે છે.
ફેંગ યુએલન એટ અલ. પેન્ટામોનિક સાયક્લિક કાર્બોનેટ (CSBO) નું સંશ્લેષણ કરવા માટે CO2 સાથે બાયો-આધારિત ઇપોક્સી સોયાબીન તેલની પ્રતિક્રિયા આપી, અને CSBO દ્વારા બનાવવામાં આવેલ NIPU ને એમાઇન સાથે મજબૂત બનાવવા માટે વધુ કઠોર ચેઇન સેગમેન્ટ્સ સાથે બિસ્ફેનોલ A diglycidyl ઇથર (ઇપોક્સી રેઝિન E51) રજૂ કર્યું. મોલેક્યુલર સાંકળમાં ઓલીક એસિડ/લિનોલીક એસિડનો લાંબો લવચીક સાંકળનો ભાગ હોય છે. તેમાં વધુ કઠોર ચેઈન સેગમેન્ટ્સ પણ છે, જેથી તેમાં ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ અને ઉચ્ચ કઠિનતા છે. કેટલાક સંશોધકોએ ડાયેથિલિન ગ્લાયકોલ બાયસાયક્લિક કાર્બોનેટ અને ડાયમાઇનની રેટ-ઓપનિંગ રિએક્શન દ્વારા ફ્યુરાન એન્ડ ગ્રૂપ સાથે ત્રણ પ્રકારના NIPU પ્રીપોલિમર્સનું પણ સંશ્લેષણ કર્યું, અને પછી સ્વ-હીલિંગ કાર્ય સાથે સોફ્ટ પોલીયુરેથીન તૈયાર કરવા માટે અસંતૃપ્ત પોલિએસ્ટર સાથે પ્રતિક્રિયા આપી, અને સફળતાપૂર્વક ઉચ્ચ સ્વભાવની અનુભૂતિ કરી. -સોફ્ટ NIPU ની હીલિંગ કાર્યક્ષમતા. વર્ણસંકર NIPU માત્ર સામાન્ય NIPU ના લક્ષણો ધરાવે છે, પરંતુ તેમાં વધુ સારી સંલગ્નતા, એસિડ અને આલ્કલી કાટ પ્રતિકાર, દ્રાવક પ્રતિકાર અને યાંત્રિક શક્તિ પણ હોઈ શકે છે.
3 આઉટલુક
NIPU ઝેરી આઇસોસાયનેટના ઉપયોગ વિના તૈયાર કરવામાં આવે છે, અને હાલમાં તેનો ફોમ, કોટિંગ, એડહેસિવ, ઇલાસ્ટોમર અને અન્ય ઉત્પાદનોના રૂપમાં અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે, અને તેની એપ્લિકેશન સંભાવનાઓની વિશાળ શ્રેણી છે. જો કે, તેમાંના મોટા ભાગના હજુ પણ પ્રયોગશાળા સંશોધન માટે મર્યાદિત છે, અને ત્યાં કોઈ મોટા પાયે ઉત્પાદન નથી. વધુમાં, લોકોના જીવનધોરણમાં સુધારણા અને માંગની સતત વૃદ્ધિ સાથે, એક કાર્ય અથવા બહુવિધ કાર્યો સાથે NIPU એ એક મહત્વપૂર્ણ સંશોધન દિશા બની ગયું છે, જેમ કે એન્ટીબેક્ટેરિયલ, સ્વ-રિપેર, આકાર મેમરી, જ્યોત રેટાડન્ટ, ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિકાર અને તેથી પર તેથી, ભાવિ સંશોધને ઔદ્યોગિકીકરણની મુખ્ય સમસ્યાઓમાંથી કેવી રીતે છૂટકારો મેળવવો અને કાર્યાત્મક NIPU તૈયાર કરવાની દિશા શોધવાનું ચાલુ રાખવું જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-29-2024