အိုင်ဆိုဆိုင်ယာနိတ်မဟုတ်သော ပိုလီယူရီသိန်းများအပေါ် သုတေသနတိုးတက်မှု
၁၉၃၇ ခုနှစ်တွင် ၎င်းတို့ကို မိတ်ဆက်ခဲ့ပြီးကတည်းက polyurethane (PU) ပစ္စည်းများသည် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၊ ဆောက်လုပ်ရေး၊ ရေနံဓာတုဗေဒ၊ အထည်အလိပ်၊ စက်မှုနှင့် လျှပ်စစ်အင်ဂျင်နီယာ၊ အာကာသ၊ ကျန်းမာရေးစောင့်ရှောက်မှုနှင့် စိုက်ပျိုးရေး အပါအဝင် ကဏ္ဍအမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုများကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤပစ္စည်းများကို အမြှုပ်ပလတ်စတစ်၊ အမျှင်များ၊ အီလက်စတိုမာများ၊ ရေစိုခံပစ္စည်းများ၊ ဓာတုသားရေ၊ အပေါ်ယံလွှာများ၊ ကော်များ၊ ခင်းကျင်းပစ္စည်းများနှင့် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာပစ္စည်းများကဲ့သို့သော ပုံစံများဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ရိုးရာ PU ကို အဓိကအားဖြင့် isocyanates နှစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုထက်ပိုသော macromolecular polyols နှင့် မော်လီကျူးကွင်းဆက်တိုးချဲ့ပစ္စည်းများနှင့်အတူ ပေါင်းစပ်ထားသည်။ သို့သော် isocyanates ၏ အဆိပ်သင့်မှုသည် လူ့ကျန်းမာရေးနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်အတွက် သိသာထင်ရှားသော အန္တရာယ်များကို ဖြစ်စေသည်။ ထို့အပြင် ၎င်းတို့ကို အဆိပ်အတောက်ဖြစ်စေသော precursor ဖြစ်သော phosgene နှင့် သက်ဆိုင်ရာ amine ကုန်ကြမ်းများမှ ရရှိလေ့ရှိသည်။
ခေတ်ပြိုင်ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်း၏ စိမ်းလန်းစိုပြည်ပြီး ရေရှည်တည်တံ့သော ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို လိုက်စားနေမှုအရ၊ သုတေသီများသည် အိုင်ဆိုဆိုင်ယာနိတ်များကို ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော အရင်းအမြစ်များဖြင့် အစားထိုးရန် အာရုံစိုက်လာနေကြပြီး အိုင်ဆိုဆိုင်ယာနိတ်မဟုတ်သော ပိုလီယူရီသိန်းများ (NIPU) အတွက် ပေါင်းစပ်မှုလမ်းကြောင်းအသစ်များကို စူးစမ်းလေ့လာနေကြသည်။ ဤစာတမ်းသည် NIPU အတွက် ပြင်ဆင်မှုလမ်းကြောင်းများကို မိတ်ဆက်ပေးထားပြီး NIPU အမျိုးအစားအမျိုးမျိုးတွင် တိုးတက်မှုများကို ပြန်လည်သုံးသပ်ကာ နောက်ထပ်သုတေသနအတွက် ကိုးကားချက်ပေးရန်အတွက် ၎င်းတို့၏ အနာဂတ်အလားအလာများကို ဆွေးနွေးထားသည်။
၁။ အိုင်ဆိုဆိုင်ယာနိတ်မဟုတ်သော ပိုလီယူရီသိန်းများ ပေါင်းစပ်ခြင်း
မိုနိုဆိုက်ကလစ်ကာဗွန်နိတ်များနှင့် အလီဖက်တစ်ဒိုင်အမိုင်းများကို ပေါင်းစပ်အသုံးပြု၍ မော်လီကျူးအလေးချိန်နည်းသော ကာဘာမိတ်ဒြပ်ပေါင်းများကို ပထမဆုံးပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ၁၉၅၀ ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် ပြည်ပတွင် ဖြစ်ပွားခဲ့ပြီး ၎င်းသည် non-isocyanate polyurethane ပေါင်းစပ်မှုအတွက် အဓိကအခိုက်အတန့်တစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် NIPU ထုတ်လုပ်ရန် အဓိကနည်းလမ်းနှစ်ခုရှိသည်- ပထမနည်းလမ်းတွင် ဒွိစုံဆိုက်ကလစ်ကာဗွန်နိတ်များနှင့် ဒွိစုံအမိုင်းများအကြား အဆင့်ဆင့်ဖြည့်စွက်ခြင်းတုံ့ပြန်မှုများ ပါဝင်သည်။ ဒုတိယနည်းလမ်းတွင် ကာဘာမိတ်များအတွင်း ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာဖလှယ်မှုများကို အထောက်အကူပြုသည့် ဒိုင်အောလ်များနှင့်အတူ diurethane အလယ်အလတ်ပစ္စည်းများပါဝင်သည့် polycondensation တုံ့ပြန်မှုများ ပါဝင်သည်။ ဒိုင်မာဘောက်ဆီလိတ် အလယ်အလတ်ပစ္စည်းများကို ဆိုက်ကလစ်ကာဗွန်နိတ် သို့မဟုတ် ဒိုင်မီသိုင်းကာဗွန်နိတ် (DMC) လမ်းကြောင်းများမှတစ်ဆင့် ရရှိနိုင်သည်။ အခြေခံအားဖြင့် နည်းလမ်းအားလုံးသည် ကာဘာမိတ်လုပ်ဆောင်ချက်များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည့် ကာဗွန်နစ်အက်ဆစ်အုပ်စုများမှတစ်ဆင့် ဓာတ်ပြုကြသည်။
အောက်ပါအပိုင်းများတွင် isocyanate မသုံးဘဲ polyurethane ပေါင်းစပ်ရန် ကွဲပြားသောနည်းလမ်းသုံးမျိုးကို အသေးစိတ်ရှင်းပြထားပါသည်။
၁.၁ ဒွိစုံ ဆိုက်ကလစ် ကာဗွန်နိတ် လမ်းကြောင်း
ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း binary amine နှင့်တွဲဖက်၍ binary cyclic carbonate ပါဝင်သော အဆင့်ဆင့်ပေါင်းထည့်မှုများမှတစ်ဆင့် NIPU ကို ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
၎င်း၏ အဓိက ကွင်းဆက်ဖွဲ့စည်းပုံတစ်လျှောက် ထပ်ခါတလဲလဲ ပြုလုပ်နေသော ယူနစ်များအတွင်း ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအုပ်စုများစွာ ရှိနေခြင်းကြောင့် ဤနည်းလမ်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် polyβ-hydroxyl polyurethane (PHU) ဟုခေါ်သည့်အရာကို ရရှိစေပါသည်။ Leitsch နှင့်အဖွဲ့သည် binary amines များနှင့်အတူ cyclic carbonate-terminated polyethers များကို အသုံးပြု၍ binary cyclic carbonates မှရရှိသော မော်လီကျူးငယ်များကို အသုံးပြုသည့် polyether PHUs စီးရီးတစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ၎င်းတို့ကို polyether PU များပြင်ဆင်ရန် အသုံးပြုသည့် ရိုးရာနည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ ၎င်းတို့၏ တွေ့ရှိချက်များအရ PHUs အတွင်းရှိ ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအုပ်စုများသည် ပျော့ပျောင်းသော/မာကျောသော အပိုင်းများအတွင်းတွင် တည်ရှိသော နိုက်ထရိုဂျင်/အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်များနှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများကို အလွယ်တကူ ဖွဲ့စည်းကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ပျော့ပျောင်းသော အပိုင်းများအကြား ကွဲပြားမှုများသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုး အပြုအမူအပြင် microphase ခွဲထုတ်မှုဒီဂရီများကိုလည်း လွှမ်းမိုးပြီး နောက်ပိုင်းတွင် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည် လက္ခဏာများကို ထိခိုက်စေပါသည်။
ပုံမှန်အားဖြင့် 100 °C အထက် အပူချိန်အောက်တွင် လုပ်ဆောင်လေ့ရှိသည်။ ဤလမ်းကြောင်းသည် ဓာတ်ပြုမှုလုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း ဘေးထွက်ပစ္စည်းများ မထုတ်လုပ်သောကြောင့် အစိုဓာတ်အပေါ် ထိခိုက်လွယ်မှု မရှိသော်လည်း၊ မတည်ငြိမ်သော ထုတ်ကုန်များကို ထုတ်ပေးသော်လည်း dimethyl sulfoxide (DMSO)၊ N,N-dimethylformamide (DMF) စသည်တို့ကဲ့သို့သော polarity ပြင်းထန်သော အော်ဂဲနစ် ပျော်ရည်များကို လိုအပ်ပါသည်။ ထို့အပြင် တစ်ရက်မှ ငါးရက်အထိ ကြာရှည်သော ဓာတ်ပြုချိန်များသည် မကြာခဏ မော်လီကျူးအလေးချိန် နည်းပါးခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး 30k g/mol ဝန်းကျင်ရှိ ကန့်သတ်ချက်များအောက်တွင် မကြာခဏ လျော့နည်းသွားတတ်ပြီး ကုန်ကျစရိတ် မြင့်မားခြင်းနှင့် ဆက်စပ်နေသော ခိုင်ခံ့မှု မလုံလောက်ခြင်းတို့ကြောင့် ကြီးမားသော ထုတ်လုပ်မှုတွင် အခက်အခဲများ ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ damping ပစ္စည်းနယ်ပယ်များကို လွှမ်းခြုံထားသော အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများ ရှိနေသော်လည်း ရလဒ် PHU များမှ ပြသထားသော မြင့်မားသော အစွမ်းသတ္တိနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ပုံသဏ္ဍာန် မှတ်ဉာဏ် တည်ဆောက်မှုများ ကော် ဖော်မြူလာများ အပေါ်ယံလွှာ ဖြေရှင်းချက်များ အမြှုပ်များ စသည်တို့။
၁.၂ မိုနိုဆိုက်လစ် ကာဗွန်နိတ် လမ်းကြောင်း
မိုနိုဆိုက်လစ်ကာဗွန်နိတ်သည် ဒိုင်အမင်းနှင့် တိုက်ရိုက်ဓာတ်ပြုပြီး ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအဆုံးအုပ်စုများပါရှိသော ဒိုင်ကာဘာမိတ်သည် ဒိုင်အောလ်များနှင့်အတူ အထူးပြု transesterification/polycondensation အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများကို ဖြတ်သန်းကာ နောက်ဆုံးတွင် ပုံ ၂ မှတစ်ဆင့် မြင်သာထင်သာဖော်ပြထားသော ရိုးရာဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ NIPU ကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။
အသုံးများသော monocylic မျိုးကွဲများတွင် ethylene & propylene carbonated substrates များပါဝင်ပြီး Beijing University Of Chemical Technology မှ Zhao Jingbo ၏အဖွဲ့သည် polytetrahydrofuranediol/polyether-diols ကိုအသုံးပြု၍ condensation phases များဆီသို့မဆက်လက်မီ ကွဲပြားသော structural dicarbamate intermediaries များကိုရယူကာ ကွဲပြားသော structural dicarbamate intermediaries များကိုရယူကာ အောင်မြင်သောဖွဲ့စည်းမှုရလဒ်များကိုပြသသည့် သက်ဆိုင်ရာထုတ်ကုန်လိုင်းများကို အောင်မြင်စွာဖွဲ့စည်းနိုင်ခဲ့ပြီး 125~161°C ခန့်အထိ အရည်ပျော်မှတ်များအထိရောက်ရှိကာ 24MPa အနီးတွင် အထွတ်အထိပ်ရောက်ရှိကာ 1476% နီးပါးရှည်လျားသော ရှည်လျားမှုနှုန်းရှိသည်။ Wang နှင့်အဖွဲ့တွင် အလားတူ leveraged DMC ပါဝင်သော ပေါင်းစပ်မှုများသည် hydroxy-terminated derivatives များကို ပေါင်းစပ်ပြီး နောက်ပိုင်းတွင် oxalic/sebacic/acids ကဲ့သို့သော biobased dibasic acids များကို အသုံးချကာ adipic-acid-terephtalics ကဲ့သို့သော biobased dibasic acids များကို 13k~28k g/mol tensile strengths အတက်အကျရှိပြီး 9~17 MPa elongation များသည် 35%~235% အထိ ပြောင်းလဲနေပါသည်။
cyclocarbonic esters များသည် ပုံမှန်အခြေအနေများတွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ မလိုအပ်ဘဲ ထိရောက်စွာ လှုပ်ရှားပြီး အပူချိန် 80°C ခန့်ကို ထိန်းသိမ်းထားကာ နောက်ဆက်တွဲ transesterifications များသည် အကောင်းဆုံး လုပ်ငန်းစဉ်ကို 200°C မကျော်စေရန် သေချာစေသည့် organotin-based catalytic systems များကို အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ diolic inputs များကို ပစ်မှတ်ထားသော condensation ကြိုးပမ်းမှုများထက် ကျော်လွန်၍ self-polymerization/deglycolysis ဖြစ်စဉ်များကို ထုတ်လုပ်ရာတွင် လိုချင်သောရလဒ်များကို ထုတ်လုပ်ရာတွင် လွယ်ကူချောမွေ့စေပြီး methanol/small-molecule-diolic residues များကို အဓိကထား ထုတ်လုပ်ပေးသည့် နည်းလမ်းကို သဘာဝအတိုင်း ဂေဟစနစ်နှင့် သဟဇာတဖြစ်စေပြီး ရှေ့သို့တက်လှမ်းရာတွင် အလားအလာရှိသော စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ အခြားရွေးချယ်စရာများကို ပေးဆောင်သည်။
၁.၃ ဒိုင်မီသိုင်းကာဗွန်နိတ်လမ်းကြောင်း
DMC သည် ဂေဟဗေဒအရ ကောင်းမွန်ပြီး အဆိပ်အတောက်ကင်းသော အစားထိုးပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး methyl/methoxy/carbonyl ဖွဲ့စည်းပုံများ အပါအဝင် တက်ကြွသော လုပ်ဆောင်နိုင်သော အမှုန်အမွှားများစွာ ပါဝင်ကာ ကနဦးထိတွေ့ဆက်ဆံမှုများကို သိသိသာသာ ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ DMC သည် diamines များနှင့် တိုက်ရိုက် ဓာတ်ပြုပြီး methyl-carbamate ရပ်စဲထားသော အသေးစား ကြားခံများကို ဖွဲ့စည်းကာ ထို့နောက် melt-condensing လုပ်ဆောင်ချက်များတွင် နောက်ထပ် small-chain-extender-diolics/larger-polyol အစိတ်အပိုင်းများ ပါဝင်ပြီး နောက်ဆုံးတွင် ရှာဖွေနေသော polymer ဖွဲ့စည်းပုံများကို ဦးဆောင်သည့် Figure3 မှတစ်ဆင့် သင့်လျော်စွာ မြင်တွေ့ရပါသည်။
Deepa နှင့်အဖွဲ့သည် အထက်ဖော်ပြပါ ဒိုင်းနမစ်များကို အရင်းအနှီးပြု၍ ဆိုဒီယမ် မီသိုအောက်ဆိုဒ် ဓါတ်ကူပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ မတူညီသော အလယ်အလတ်ဖွဲ့စည်းမှုများကို စီစဉ်ဖွဲ့စည်းကာ နောက်ပိုင်းတွင် ပစ်မှတ်ထား တိုးချဲ့မှုများကို ထိတွေ့စေပြီး မော်လီကျူးအလေးချိန် (3 ~20)x10^3g/mol ဖန်အကူးအပြောင်း အပူချိန်များ (-30 ~120°C) အထိ ရောက်ရှိစေသည့် စီးရီးညီမျှသော မာကျောသော အပိုင်းဖွဲ့စည်းမှုများအထိ အထွတ်အထိပ်သို့ ရောက်ရှိစေခဲ့သည်။ Pan Dongdong သည် DMC hexamethylene-diaminopolycarbonate-polyalcohols ပါဝင်သော မဟာဗျူဟာမြောက် အတွဲအစပ်များကို ရွေးချယ်ခဲ့ပြီး oscillating10-15MPa elongation ratios 1000%-1400% အနီးတွင် tensile-strength metrics များကို ပြသသည့် သိသာထင်ရှားသော ရလဒ်များကို ရရှိစေသည်။ မတူညီသော ကွင်းဆက်တိုးချဲ့လွှမ်းမိုးမှုများနှင့်ပတ်သက်၍ စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုများက အက်တမ်နံပါတ်ညီမျှမှုသည် ညီညာမှုကို ထိန်းသိမ်းထားသည့်အခါ ဘူတိန်းဒိုင်အို/ဟက်ဇန်ဒီအိုရွေးချယ်မှုများကို အပြုသဘောဆောင်စွာ ချိန်ညှိပေးသည့် ဦးစားပေးမှုများကို ကွင်းဆက်တစ်လျှောက်တွင် တွေ့ရှိရသည့် စနစ်တကျ ပုံဆောင်ခဲမှုတိုးတက်မှုများကို မြှင့်တင်ပေးသည်ကို ဖော်ပြသည်။ Sarazin ၏အဖွဲ့သည် 230 ℃ တွင် လုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက် ကျေနပ်ဖွယ်ကောင်းသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသသည့် hexahydroxyamine နှင့်အတူ lignin/DMC ပေါင်းစပ်ထားသော composites များကို ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ diazomonomer ပါဝင်မှုကို အသုံးချ၍ non-isocyante-polyureas များကို ရရှိရန် ရည်ရွယ်သည့် နောက်ထပ်စူးစမ်းလေ့လာမှုများသည် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာမှု/ရရှိနိုင်သော ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ရင်းမြစ်လမ်းကြောင်းများကို မီးမောင်းထိုးပြသည့် vinyl-carbonaceous counterparts များထက် နှိုင်းယှဉ်အားသာချက်များ ပေါ်ပေါက်လာနိုင်သည့် အလားအလာရှိသော ဆေးသုတ်အသုံးချမှုများကို မျှော်လင့်ထားသည်။ အစုလိုက်ပေါင်းစပ်နည်းလမ်းများနှင့်ပတ်သက်သည့် သင့်လျော်သောစစ်ဆေးမှုသည် မြင့်မားသောအပူချိန်/ဖုန်စုပ်စက်ပတ်ဝန်းကျင်များကို လိုအပ်လေ့ရှိပြီး အရည်ပျော်ပစ္စည်းလိုအပ်ချက်များကို ငြင်းပယ်ခြင်းဖြင့် စွန့်ပစ်ရေစီးကြောင်းကို လျှော့ချပေးပြီး မီသနော/မော်လီကျူးငယ်-ဒိုင်အိုလစ်စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများကိုသာ အဓိကကန့်သတ်ကာ ပိုမိုစိမ်းလန်းသောပေါင်းစပ်ပုံစံများကို တည်ဆောက်ပေးသည်။
အိုင်ဆိုဆိုင်ယာနိတ်မဟုတ်သော ပိုလီယူရီသိန်း၏ ပျော့ပျောင်းသော အပိုင်း ၂ ခု
၂.၁ ပိုလီအီသာ ပိုလီယူရီသိန်း
Polyether polyurethane (PEU) ကို soft segment repeat units များတွင် ether bond များ၏ cohesion energy နည်းပါးခြင်း၊ လှည့်ရလွယ်ကူခြင်း၊ အပူချိန်နိမ့်သော ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိခြင်းနှင့် hydrolysis ခံနိုင်ရည်ရှိခြင်းတို့ကြောင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသည်။
Kebir နှင့်အဖွဲ့သည် DMC၊ polyethylene glycol နှင့် butanediol တို့ကို ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးပြု၍ polyether polyurethane ကို ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ခဲ့သော်လည်း မော်လီကျူးအလေးချိန်နည်းသည် (7 500 ~ 14 800g/mol)၊ Tg သည် 0 ℃ ထက်နည်းပြီး အရည်ပျော်မှတ်လည်း နိမ့်သည် (38 ~ 48 ℃)၊ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် အခြားညွှန်းကိန်းများသည် အသုံးပြုမှုလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် ခက်ခဲသည်။ Zhao Jingbo ၏ သုတေသနအဖွဲ့သည် ethylene carbonate၊ 1,6-hexanediamine နှင့် polyethylene glycol တို့ကို အသုံးပြု၍ PEU ကို ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ခဲ့ပြီး ၎င်းတွင် မော်လီကျူးအလေးချိန် 31 000g/mol၊ tensile strength 5 ~ 24MPa နှင့် elongation at break 0.9% ~ 1 388% ရှိသည်။ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော အမွှေးနံ့သာ polyurethanes စီးရီး၏ မော်လီကျူးအလေးချိန်မှာ 17 300 ~ 21 000g/mol ဖြစ်ပြီး Tg မှာ -19 ~ 10℃၊ အရည်ပျော်မှတ်မှာ 102 ~ 110℃၊ ဆွဲဆန့်အားမှာ 12 ~ 38MPa ဖြစ်ပြီး 200% စဉ်ဆက်မပြတ် ရှည်လျားမှု၏ elastic recovery rate မှာ 69% ~ 89% ဖြစ်သည်။
Zheng Liuchun နှင့် Li Chuncheng တို့၏ သုတေသနအဖွဲ့သည် dimethyl carbonate နှင့် 1,6-hexamethylenediamine တို့ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော အလယ်အလတ် 1,6-hexamethylenediamine (BHC) နှင့် မတူညီသော သေးငယ်သော မော်လီကျူးများဖြင့် polycondensation ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး straight chain diols နှင့် polytetrahydrofuranediols (Mn=2 000) တို့ဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ isocyanate မဟုတ်သော လမ်းကြောင်းရှိသော polyether polyurethanes (NIPEU) စီးရီးကို ပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး ဓာတ်ပြုမှုအတွင်း အလယ်အလတ်ပစ္စည်းများ၏ crosslinking ပြဿနာကို ဖြေရှင်းခဲ့သည်။ NIPEU မှ ပြင်ဆင်ထားသော ရိုးရာ polyether polyurethane (HDIPU) နှင့် 1,6-hexamethylene diisocyanate တို့၏ ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများကို ဇယား ၁ တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။
| နမူနာ | မာကျောသော အပိုင်းအစ အလေးချိန် အပိုင်းအစ/% | မော်လီကျူးအလေးချိန်/(ဂရမ်)·မော်^(-၁)) | မော်လီကျူးအလေးချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုအညွှန်းကိန်း | ဆွဲအား/MPa | ဖြတ်တောက်ချိန်တွင် ဆန့်ထွက်မှု/% |
| NIPEU30 | 30 | ၇၄၀၀၀ | ၁.၉ | ၁၂.၅ | ၁၂၅၀ |
| NIPEU40 | 40 | ၆၆၀၀၀ | ၂.၂ | ၈.၀ | ၅၅၀ |
| HDIPU30 | 30 | ၄၆၀၀၀ | ၁.၉ | ၃၁.၃ | ၁၄၄၀ |
| HDIPU40 | 40 | ၅၄၀၀၀ | ၂.၀ | ၂၅.၈ | ၁၃၆၀ |
ဇယား ၁
ဇယား ၁ ရှိရလဒ်များအရ NIPEU နှင့် HDIPU အကြားဖွဲ့စည်းပုံကွာခြားချက်များသည် အဓိကအားဖြင့် hard segment ကြောင့်ဖြစ်ကြောင်းပြသထားသည်။ NIPEU ၏ဘေးထွက်ဓာတ်ပြုမှုမှထုတ်လုပ်သော urea အုပ်စုသည် hard segment မော်လီကျူးကွင်းဆက်တွင် ကျပန်းထည့်သွင်းထားပြီး hard segment ကိုဖြိုခွဲကာ အစီအစဉ်တကျဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများဖွဲ့စည်းကာ hard segment ၏မော်လီကျူးကွင်းဆက်များအကြား ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများအားနည်းခြင်းနှင့် hard segment ၏ပုံဆောင်ခဲနည်းပါးခြင်းတို့ကိုဖြစ်ပေါ်စေပြီး NIPEU ၏အဆင့်ခွဲထုတ်မှုနည်းပါးစေသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် HDIPU ထက်များစွာဆိုးရွားသည်။
၂.၂ ပိုလီစတာ ပိုလီယူရီသိန်း
ပျော့ပျောင်းသောအပိုင်းများအဖြစ် polyester diols ပါရှိသော Polyester polyurethane (PETU) သည် ဇီဝပြိုကွဲနိုင်စွမ်း၊ ဇီဝလိုက်ဖက်ညီမှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကောင်းမွန်ပြီး တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာ scaffolds များကိုပြင်ဆင်ရန်အသုံးပြုနိုင်ပြီး ၎င်းသည် အသုံးချမှုအလားအလာကောင်းမွန်သော ဇီဝဆေးပညာပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပျော့ပျောင်းသောအပိုင်းများတွင် အသုံးများသော Polyester diols များမှာ polybutylene adipate diol၊ polyglycol adipate diol နှင့် polycaprolactone diol တို့ဖြစ်သည်။
အစောပိုင်းတွင်၊ Rokicki နှင့်အဖွဲ့သည် အီသလင်းကာဗွန်နိတ်ကို ဒိုင်အမင်းနှင့် မတူညီသော ဒိုင်အောလ်များ (1, 6-hexanediol,1, 10-n-dodecanol) နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး မတူညီသော NIPU များရရှိရန် ပြုလုပ်ခဲ့သော်လည်း ပေါင်းစပ်ထားသော NIPU တွင် မော်လီကျူးအလေးချိန် နည်းပါးပြီး Tg နည်းပါးသည်။ Farhadian နှင့်အဖွဲ့သည် နေကြာစေ့ဆီကို ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးပြု၍ polycyclic ကာဗွန်နိတ်ကို ပြင်ဆင်ပြီးနောက် ဇီဝအခြေခံ polyamines များနှင့် ရောစပ်ကာ ပန်းကန်ပြားပေါ်တွင် အုပ်ကာ 90 ℃ တွင် 24 နာရီကြာ အပူပေးခြင်းဖြင့် thermosetting polyester polyurethane film ရရှိရန် ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ၎င်းသည် ကောင်းမွန်သော အပူချိန်တည်ငြိမ်မှုကို ပြသခဲ့သည်။ South China University of Technology မှ Zhang Liqun ၏ သုတေသနအဖွဲ့သည် diamines နှင့် cyclic carbonates များကို ပေါင်းစပ်ပြီးနောက် biobased dibasic acid ဖြင့် ပေါင်းစပ်ကာ biobased polyester polyurethane ရရှိရန် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Ningbo Institute of Materials Research၊ Chinese Academy of Sciences မှ Zhu Jin ၏ သုတေသနအဖွဲ့သည် hexadiamine နှင့် vinyl carbonate ကိုအသုံးပြု၍ diaminodiol hard segment ကို ပြင်ဆင်ပြီးနောက် bio-based unsaturated dibasic acid ဖြင့် polycondensation ပြုလုပ်ကာ ultraviolet ဖြင့် ကုသပြီးနောက် ဆေးအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သော polyester polyurethane စီးရီးကို ရရှိရန် ပြုလုပ်ခဲ့သည် [23]။ Zheng Liuchun နှင့် Li Chuncheng တို့၏ သုတေသနအဖွဲ့သည် adipic acid နှင့် ကာဗွန်အက်တမ်နံပါတ်မတူညီသော aliphatic diols လေးမျိုး (butanediol၊ hexadiol၊ octanediol နှင့် decanediol) တို့ကို အသုံးပြု၍ သက်ဆိုင်ရာ polyester diols များကို soft segments များအဖြစ် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ aliphatic diols များ၏ ကာဗွန်အက်တမ်အရေအတွက်ကို အစွဲပြု၍ အမည်ပေးထားသော non-isocyanate polyester polyurethane (PETU) အုပ်စုကို BHC နှင့် diols များမှ ပြင်ဆင်ထားသော hydroxy-sealed hard segment prepolymer နှင့် polycondensation ကို အရည်ပျော်စေခြင်းဖြင့် ရရှိခဲ့သည်။ PETU ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ဇယား ၂ တွင် ပြသထားသည်။
| နမူနာ | ဆွဲအား/MPa | ပျော့ပျောင်းသော မော်ဂျူးလပ်စ်/အမ်ပီယာ | ဖြတ်တောက်ချိန်တွင် ဆန့်ထွက်မှု/% |
| PETU4 | ၆.၉±၁.၀ | 36±8 | ၆၇၃±35 |
| PETU6 | ၁၀.၁±၁.၀ | 55±4 | ၅၆၈±32 |
| PETU8 | ၉.၀±၀.၈ | 47±4 | ၅၅၁±25 |
| PETU10 | ၈.၈±၀.၁ | 52±5 | ၁၃၇±23 |
ဇယား ၂
ရလဒ်များအရ PETU4 ၏ ပျော့ပျောင်းသော အပိုင်းသည် အမြင့်ဆုံး carbonyl သိပ်သည်းဆ၊ မာကျောသော အပိုင်းနှင့် အခိုင်မာဆုံး ဟိုက်ဒရိုဂျင် နှောင်ကြိုးနှင့် အနိမ့်ဆုံး အဆင့်ခွဲထုတ်မှု ဒီဂရီရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ ပျော့ပျောင်းသော နှင့် မာကျောသော အပိုင်းနှစ်ခုလုံး၏ ပုံဆောင်ခဲများ ဖြစ်ပေါ်မှုသည် အကန့်အသတ်ရှိပြီး အရည်ပျော်မှတ်နှင့် ဆွဲဆန့်နိုင်စွမ်း နိမ့်သော်လည်း ကျိုးပဲ့ချိန်တွင် အမြင့်ဆုံး elongation ရှိသည်။
၂.၃ ပိုလီကာဗွန်နိတ် ပိုလီယူရီသိန်း
ပိုလီကာဗွန်နိတ် ပိုလီယူရီသိန်း (PCU)၊ အထူးသဖြင့် aliphatic PCU သည် hydrolysis ခံနိုင်ရည်၊ အောက်ဆီဒေးရှင်းခံနိုင်ရည်၊ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှုနှင့် ဇီဝလိုက်ဖက်ညီမှု ကောင်းမွန်ပြီး ဇီဝဆေးပညာနယ်ပယ်တွင် အသုံးချမှု အလားအလာကောင်းများ ရှိသည်။ လက်ရှိတွင် ပြင်ဆင်ထားသော NIPU အများစုသည် polyether polyols နှင့် polyester polyols များကို ပျော့ပျောင်းသော အပိုင်းများအဖြစ် အသုံးပြုပြီး polycarbonate polyurethane အကြောင်း သုတေသနအစီရင်ခံစာ အနည်းငယ်သာ ရှိသည်။
တောင်တရုတ်နည်းပညာတက္ကသိုလ်မှ Tian Hengshui ၏သုတေသနအဖွဲ့မှပြင်ဆင်ထားသော non-isocyanate polycarbonate polyurethane သည် မော်လီကျူးအလေးချိန် 50,000 g/mol ထက်ပိုသည်။ ပိုလီမာ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန်အပေါ် ဓာတ်ပြုမှုအခြေအနေများ၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို လေ့လာခဲ့သော်လည်း ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို မဖော်ပြထားပါ။ Zheng Liuchun နှင့် Li Chuncheng တို့၏သုတေသနအဖွဲ့သည် DMC၊ hexanediamine၊ hexadiol နှင့် polycarbonate diols များကို အသုံးပြု၍ PCU ကိုပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး hard segment repeating unit ၏ mass fraction အရ PCU ဟုအမည်ပေးခဲ့သည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ဇယား ၃ တွင်ဖော်ပြထားသည်။
| နမူနာ | ဆွဲအား/MPa | ပျော့ပျောင်းသော မော်ဂျူးလပ်စ်/အမ်ပီယာ | ဖြတ်တောက်ချိန်တွင် ဆန့်ထွက်မှု/% |
| PCU18 | 17±၁ | 36±8 | ၆၆၅±24 |
| PCU33 | 19±၁ | ၁၀၇±9 | ၆၅၆±33 |
| PCU46 | 21±၁ | ၁၅၀±16 | ၄၀၇±23 |
| PCU57 | 22±2 | ၂၁၀±17 | ၂၆၂±27 |
| PCU67 | 27±2 | ၄၀၀±13 | 63±5 |
| PCU82 | 29±၁ | ၅၁၈±34 | 26±5 |
ဇယား ၃
ရလဒ်များအရ PCU သည် 6×104 ~ 9×104g/mol အထိ မြင့်မားသော မော်လီကျူးအလေးချိန်၊ အရည်ပျော်မှတ် 137 ℃ အထိ နှင့် ဆွဲဆန့်နိုင်စွမ်း 29 MPa အထိရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ ဤ PCU အမျိုးအစားကို မာကျောသော ပလတ်စတစ် သို့မဟုတ် elastomer အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ပြီး ဇီဝဆေးပညာနယ်ပယ် (လူ့တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာ စင်များ သို့မဟုတ် နှလုံးသွေးကြောဆိုင်ရာ အစားထိုးပစ္စည်းများကဲ့သို့) တွင် အသုံးချမှုအလားအလာကောင်းများရှိသည်။
၂.၄ ဟိုက်ဘရစ်မဟုတ်သော အိုင်ဆိုစီယာနိတ် ပိုလီယူရီသိန်း
Hybrid non-isocyanate polyurethane (hybrid NIPU) ဆိုသည်မှာ epoxy resin၊ acrylate၊ silica သို့မဟုတ် siloxane အုပ်စုများကို polyurethane မော်လီကျူးဘောင်ထဲသို့ ထည့်သွင်းပြီး အပြန်အလှန်ထိုးဖောက်နိုင်သောကွန်ရက်တစ်ခုဖွဲ့စည်းရန်၊ polyurethane ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် သို့မဟုတ် polyurethane အား မတူညီသောလုပ်ဆောင်ချက်များကို ပေးဆောင်ခြင်းဖြစ်သည်။
Feng Yuelan နှင့်အဖွဲ့သည် ဇီဝအခြေခံ epoxy ပဲပိစပ်ဆီကို CO2 နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး pentamonic cyclic carbonate (CSBO) ကို ပေါင်းစပ်ကာ CSBO ကို အမိုင်းဖြင့် ခိုင်မာစေခြင်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော NIPU ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန်အတွက် ပိုမိုတောင့်တင်းသော ကွင်းဆက်အပိုင်းများဖြင့် bisphenol A diglycidyl ether (epoxy resin E51) ကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ မော်လီကျူးကွင်းဆက်တွင် oleic acid/linoleic acid ၏ ရှည်လျားသော ပျော့ပျောင်းသော ကွင်းဆက်အပိုင်းတစ်ခု ပါဝင်သည်။ ၎င်းတွင် ပိုမိုတောင့်တင်းသော ကွင်းဆက်အပိုင်းများလည်း ပါဝင်သောကြောင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် ခိုင်ခံ့မှု မြင့်မားသည်။ သုတေသီအချို့သည် diethylene glycol bicyclic carbonate နှင့် diamine တို့၏ rate-opening reaction မှတစ်ဆင့် furan end group များဖြင့် NIPU prepolymers သုံးမျိုးကို ပေါင်းစပ်ပြီးနောက် unsaturated polyester နှင့် ဓာတ်ပြုကာ self-healing function ရှိသော soft polyurethane ကို ပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး soft NIPU ၏ self-healing efficiency မြင့်မားမှုကို အောင်မြင်စွာ သဘောပေါက်ခဲ့သည်။ Hybrid NIPU သည် ယေဘုယျ NIPU ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများ ရှိရုံသာမက ပိုမိုကောင်းမွန်သော ကပ်ငြိမှု၊ အက်ဆစ်နှင့် အယ်ကာလီ ချေးခံနိုင်ရည်၊ ပျော်ရည်ခံနိုင်ရည်နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုတို့လည်း ရှိနိုင်သည်။
၃။ အလားအလာ
NIPU ကို အဆိပ်သင့် isocyanate မသုံးဘဲ ပြင်ဆင်ထားပြီး လက်ရှိတွင် foam၊ coating၊ adhesive၊ elastomer နှင့် အခြားထုတ်ကုန်များဖြင့် လေ့လာနေပြီး အသုံးချမှု အလားအလာ အမျိုးမျိုးရှိသည်။ သို့သော် ၎င်းတို့အများစုမှာ ဓာတ်ခွဲခန်း သုတေသနအတွက်သာ ကန့်သတ်ထားဆဲဖြစ်ပြီး ကြီးမားသော ထုတ်လုပ်မှု မရှိပါ။ ထို့အပြင်၊ လူတို့၏ လူနေမှုအဆင့်အတန်း တိုးတက်လာခြင်းနှင့် ဝယ်လိုအား စဉ်ဆက်မပြတ် တိုးတက်လာခြင်းနှင့်အတူ လုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုတည်း သို့မဟုတ် လုပ်ဆောင်ချက်များစွာရှိသော NIPU သည် ဘက်တီးရီးယားပိုးသတ်ဆေး၊ ကိုယ်တိုင်ပြုပြင်ခြင်း၊ ပုံသဏ္ဍာန်မှတ်ဉာဏ်၊ မီးလျှံခံနိုင်ရည်ရှိခြင်း၊ အပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်မြင့်မားခြင်း စသည်တို့ကဲ့သို့သော အရေးကြီးသော သုတေသန ဦးတည်ချက်တစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့် အနာဂတ်သုတေသနသည် စက်မှုထွန်းကားရေး၏ အဓိကပြဿနာများကို မည်သို့ကျော်လွှားရမည်ကို နားလည်ပြီး လုပ်ဆောင်နိုင်သော NIPU ကို ပြင်ဆင်ခြင်း၏ ဦးတည်ချက်ကို ဆက်လက်စူးစမ်းလေ့လာသင့်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ သြဂုတ်လ ၂၉ ရက်