پیشرفت‌های تحقیقاتی در مورد پلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیاناتی
از زمان معرفی آنها در سال ۱۹۳۷، مواد پلی اورتان (PU) کاربردهای گسترده‌ای در بخش‌های مختلف از جمله حمل و نقل، ساخت و ساز، پتروشیمی، نساجی، مهندسی مکانیک و برق، هوافضا، مراقبت‌های بهداشتی و کشاورزی پیدا کرده‌اند. این مواد به اشکالی مانند پلاستیک‌های فوم، الیاف، الاستومرها، عوامل ضد آب، چرم مصنوعی، پوشش‌ها، چسب‌ها، مواد سنگفرش و لوازم پزشکی استفاده می‌شوند. PU سنتی در درجه اول از دو یا چند ایزوسیانات به همراه پلیول‌های ماکرومولکولی و گسترش‌دهنده‌های زنجیره مولکولی کوچک سنتز می‌شود. با این حال، سمیت ذاتی ایزوسیانات‌ها خطرات قابل توجهی برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد می‌کند. علاوه بر این، آنها معمولاً از فسژن - یک پیش‌ساز بسیار سمی - و مواد اولیه آمین مربوطه مشتق می‌شوند.
با توجه به پیگیری شیوه‌های توسعه سبز و پایدار توسط صنایع شیمیایی معاصر، محققان به طور فزاینده‌ای بر جایگزینی ایزوسیانات‌ها با منابع سازگار با محیط زیست تمرکز کرده‌اند و در عین حال مسیرهای سنتز جدیدی را برای پلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیاناتی (NIPU) بررسی می‌کنند. این مقاله ضمن بررسی پیشرفت‌ها در انواع مختلف NIPUها و بحث در مورد چشم‌انداز آینده آنها، مسیرهای آماده‌سازی NIPU را معرفی می‌کند تا مرجعی برای تحقیقات بیشتر فراهم کند.
۱- سنتز پلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیانات
اولین سنتز ترکیبات کاربامات با وزن مولکولی کم با استفاده از کربنات‌های تک حلقه‌ای همراه با دی‌آمین‌های آلیفاتیک در دهه 1950 در خارج از کشور انجام شد - که نقطه عطفی در سنتز پلی‌یورتان غیر ایزوسیاناتی بود. در حال حاضر دو روش اصلی برای تولید NIPU وجود دارد: روش اول شامل واکنش‌های افزایشی مرحله‌ای بین کربنات‌های حلقه‌ای دوتایی و آمین‌های دوتایی است؛ روش دوم شامل واکنش‌های پلی‌کندانساسیون شامل واسطه‌های دی‌یورتان در کنار دیول‌ها است که تبادلات ساختاری را در کاربامات‌ها تسهیل می‌کند. واسطه‌های دیاماربوکسیلات را می‌توان از طریق کربنات حلقه‌ای یا دی‌متیل کربنات (DMC) به دست آورد؛ اساساً همه روش‌ها از طریق گروه‌های اسید کربنیک واکنش می‌دهند و باعث ایجاد عملکردهای کاربامات می‌شوند.
بخش‌های بعدی سه رویکرد متمایز برای سنتز پلی‌یورتان بدون استفاده از ایزوسیانات را شرح می‌دهند.
۱.۱ مسیر کربنات حلقوی دوتایی
NIPU را می‌توان از طریق افزودن مرحله‌ای شامل کربنات حلقوی دوتایی همراه با آمین دوتایی، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، سنتز کرد.
با توجه به وجود گروه‌های هیدروکسیل متعدد در واحدهای تکرارشونده در امتداد ساختار زنجیره اصلی، این روش عموماً چیزی را تولید می‌کند که پلیβ-هیدروکسیل پلی‌یورتان (PHU) نامیده می‌شود. لیتچ و همکارانش، مجموعه‌ای از PHUهای پلی‌اتر را با استفاده از پلی‌اترهای حلقوی با انتهای کربنات در کنار آمین‌های دوتایی به علاوه مولکول‌های کوچک مشتق شده از کربنات‌های حلقوی دوتایی توسعه دادند - و این روش‌ها را با روش‌های سنتی مورد استفاده برای تهیه PUهای پلی‌اتر مقایسه کردند. یافته‌های آنها نشان داد که گروه‌های هیدروکسیل در PHUها به راحتی با اتم‌های نیتروژن/اکسیژن واقع در بخش‌های نرم/سخت، پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌دهند. تغییرات بین بخش‌های نرم نیز بر رفتار پیوند هیدروژنی و همچنین درجه جداسازی میکروفاز تأثیر می‌گذارد که متعاقباً بر ویژگی‌های کلی عملکرد تأثیر می‌گذارد.
این روش که معمولاً در دماهای پایین‌تر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود، در طول فرآیندهای واکنش هیچ محصول جانبی تولید نمی‌کند و آن را نسبت به رطوبت نسبتاً غیر حساس می‌کند، در حالی که محصولات پایداری بدون نگرانی در مورد نوسانات تولید می‌کند، با این حال به حلال‌های آلی با قطبیت قوی مانند دی متیل سولفوکسید (DMSO)، N,N-دی متیل فرمامید (DMF) و غیره نیاز دارد. علاوه بر این، زمان واکنش طولانی که بین یک روز تا پنج روز متغیر است، اغلب منجر به وزن مولکولی پایین‌تری می‌شود که اغلب به زیر آستانه حدود ۳۰ کیلو گرم بر مول می‌رسد و تولید در مقیاس بزرگ را به دلیل هزینه‌های بالای مرتبط با آن و همچنین استحکام ناکافی PHU های حاصل، با وجود کاربردهای امیدوارکننده، چالش برانگیز می‌کند. این چالش‌ها شامل حوزه‌های مواد میرایی، سازه‌های حافظه‌دار، فرمولاسیون‌های چسب، محلول‌های پوشش، فوم‌ها و غیره می‌شود.
۱.۲ مسیر کربنات مونوسیکلیک
کربنات مونوسیکل مستقیماً با دی‌آمین واکنش می‌دهد و منجر به دی‌کاربامات دارای گروه‌های انتهایی هیدروکسیل می‌شود که سپس در کنار دی‌ال‌ها، تحت برهمکنش‌های تخصصی ترانس‌استریفیکاسیون/پلی‌کندانساسیون قرار می‌گیرد و در نهایت یک NIPU از نظر ساختاری مشابه نمونه‌های سنتی تولید می‌کند که به صورت بصری در شکل 2 نشان داده شده است.
انواع مونوسیکلی که معمولاً استفاده می‌شوند شامل زیرلایه‌های کربناته اتیلن و پروپیلن هستند که در آن تیم ژائو جینگبو در دانشگاه فناوری شیمیایی پکن، دی‌آمین‌های متنوعی را درگیر واکنش با موجودیت‌های چرخه‌ای مذکور کردند و در ابتدا واسطه‌های دی‌کاربامات ساختاری متنوعی را به دست آوردند و سپس به فازهای تراکم با استفاده از پلی‌تتراهیدروفوران‌دی‌ال/پلی‌اتر-دی‌ال‌ها رفتند و با تشکیل موفقیت‌آمیز خطوط تولید مربوطه، خواص حرارتی/مکانیکی چشمگیری را نشان دادند که به نقاط ذوب رو به بالا در محدوده تقریباً ۱۲۵ تا ۱۶۱ درجه سانتیگراد می‌رسید و استحکام کششی آنها به اوج خود نزدیک به ۲۴ مگاپاسکال و نرخ ازدیاد طول نزدیک به ۱۴۷۶٪ می‌رسید. وانگ و همکارانش، به طور مشابه از ترکیباتی شامل DMC جفت شده با پیش‌سازهای هگزامتیلن دی‌آمین/سیکلوکربناته استفاده کردند و مشتقات هیدروکسی-انتهایی را سنتز کردند که بعداً در معرض اسیدهای دی‌بازیک زیستی مانند اگزالیک/سباسیک/اسیدهای آدیپیک-اسید-ترفتالیک قرار گرفتند و به خروجی‌های نهایی با محدوده استحکام کششی ۱۳k تا ۲۸k گرم بر مول و ازدیاد طول ۹ تا ۱۷ مگاپاسکال با دامنه ۳۵ تا ۲۳۵ درصد رسیدند.
استرهای سیکلوکربنی بدون نیاز به کاتالیزور در شرایط معمول، به طور مؤثر واکنش می‌دهند و محدوده دمایی تقریباً 80 تا 120 درجه سانتیگراد را حفظ می‌کنند. ترانس‌استریفیکاسیون‌های بعدی معمولاً از سیستم‌های کاتالیزوری مبتنی بر ارگانوتین استفاده می‌کنند که تضمین می‌کند فرآیند بهینه از 200 درجه سانتیگراد تجاوز نکند. فراتر از تلاش‌های تراکمی صرف، با هدف قرار دادن ورودی‌های دی‌لیتیک، پدیده‌های خودپلیمریزاسیون/دگلیکولیز قادر به تسهیل تولید نتایج مطلوب هستند و این روش ذاتاً سازگار با محیط زیست است و عمدتاً متانول/باقیمانده‌های دی‌لیتیک مولکول کوچک تولید می‌کند و در نتیجه جایگزین‌های صنعتی مناسبی را برای پیشرفت ارائه می‌دهد.
۱.۳ مسیر دی متیل کربنات
DMC یک جایگزین سازگار با محیط زیست/غیرسمی است که دارای بخش‌های عاملی فعال متعددی از جمله پیکربندی‌های متیل/متوکسی/کربونیل است که پروفایل‌های واکنش‌پذیری را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و تعاملات اولیه را ممکن می‌سازد که در آن DMC مستقیماً با دی‌آمین‌ها واکنش می‌دهد و واسطه‌های کوچکتر انتهایی متیل-کاربامات را تشکیل می‌دهد و پس از آن اقدامات میعان مذاب با ترکیب اجزای اضافی دی‌الک‌های گسترش‌دهنده زنجیره کوچک/پلی‌ال بزرگتر انجام می‌شود که منجر به ظهور ساختارهای پلیمری مورد نظر می‌شود که بر این اساس از طریق شکل 3 تجسم شده‌اند.
دیپا و همکارانش با بهره‌گیری از دینامیک‌های ذکر شده، از کاتالیز متوکسید سدیم برای هماهنگ‌سازی سازندهای واسطه‌ای متنوع استفاده کردند و متعاقباً با درگیر کردن ترکیبات هدفمند با بخش‌های سخت معادل سری، به وزن‌های مولکولی تقریبی (3 ~20)x10^3g/mol در دمای انتقال شیشه‌ای (-30 ~120°C) دست یافتند. پان دونگدونگ جفت‌های استراتژیکی شامل هگزامتیلن-دی‌آمینوپلی‌کربنات-پلی‌الکل‌های DMC را انتخاب کرد که نتایج قابل توجهی را نشان می‌دهند و معیارهای استحکام کششی را با نسبت‌های ازدیاد طول 10-15 مگاپاسکال در نوسان و نزدیک به 1000%-1400% نشان می‌دهند. تحقیقات پیرامون تأثیرات مختلف گسترش زنجیره، ترجیحاتی را نشان داد که انتخاب‌های بوتاندیول/هگزاندیول را به طور مطلوبی همسو می‌کند، زمانی که برابری عدد اتمی، یکنواختی را حفظ کرده و باعث افزایش بلورینگی منظم مشاهده شده در سراسر زنجیره‌ها می‌شود. گروه سارازین کامپوزیت‌هایی را تهیه کرد که لیگنین/DMC را در کنار هگزاهیدروکسی آمین ادغام می‌کردند و ویژگی‌های مکانیکی رضایت‌بخشی را پس از پردازش در دمای 230 درجه سانتیگراد نشان می‌دادند. کاوش‌های بیشتر با هدف استخراج پلی‌اوره‌های غیر ایزوسیانت-دی‌اوره با استفاده از تعامل دی‌آزومونومر، کاربردهای رنگ بالقوه‌ای را پیش‌بینی کرد که مزایای نسبی نوظهوری نسبت به همتایان وینیل-کربنی ایجاد می‌کنند و بر مقرون به صرفه بودن/راه‌های تأمین گسترده‌تر موجود تأکید دارند. بررسی‌های دقیق در مورد روش‌های سنتز انبوه معمولاً مستلزم محیط‌های با دمای بالا/خلاء است که نیازهای حلال را نفی می‌کند و در نتیجه جریان‌های زباله را به حداقل می‌رساند که عمدتاً محدود به پساب‌های متانول/دی‌مولکول‌های کوچک دی‌اولیک اسید است و به طور کلی الگوهای سنتز سبزتری را ایجاد می‌کند.
۲ بخش‌های نرم مختلف از پلی اورتان غیر ایزوسیانات
۲.۱ پلی‌اتر پلی‌یورتان
پلی‌اورتان پلی‌اتر (PEU) به دلیل انرژی چسبندگی پایین پیوندهای اتری در واحدهای تکرارشونده قطعه نرم، چرخش آسان، انعطاف‌پذیری عالی در دمای پایین و مقاومت در برابر هیدرولیز، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کبیر و همکارانش پلی‌اورتان پلی‌اتر را با DMC، پلی‌اتیلن گلیکول و بوتاندیول به عنوان مواد اولیه سنتز کردند، اما وزن مولکولی کم بود (7500 ~ 14800 گرم بر مول)، دمای انتقال شیشه (Tg) کمتر از 0 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب نیز پایین بود (38 ~ 48 درجه سانتیگراد) و استحکام و سایر شاخص‌ها برای برآورده کردن نیازهای استفاده دشوار بود. گروه تحقیقاتی ژائو جینگبو از کربنات اتیلن، 1، 6-هگزان دی‌آمین و پلی‌اتیلن گلیکول برای سنتز PEU استفاده کردند که دارای وزن مولکولی 31000 گرم بر مول، استحکام کششی 5 ~ 24 مگاپاسکال و ازدیاد طول در نقطه شکست 0.9٪ ~ 1388٪ است. وزن مولکولی سری سنتز شده پلی اورتان‌های آروماتیک ۱۷۳۰۰ تا ۲۱۰۰۰ گرم بر مول، دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) -۱۹ تا ۱۰ درجه سانتیگراد، نقطه ذوب ۱۰۲ تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد، استحکام کششی ۱۲ تا ۳۸ مگاپاسکال و نرخ بازیابی الاستیک ۲۰۰٪ ازدیاد طول ثابت ۶۹ تا ۸۹ درصد است.
گروه تحقیقاتی ژنگ لیوچون و لی چونچنگ، واسطه ۱، ۶-هگزامتیلن دی آمین (BHC) را با دی متیل کربنات و ۱، ۶-هگزامتیلن دی آمین تهیه کردند و با مولکول‌های کوچک مختلف دیول‌های زنجیره مستقیم و پلی تتراهیدروفوران دیول‌ها (Mn=2000) پلی‌کاندنشن کردند. مجموعه‌ای از پلی‌یورتان‌های پلی‌اتر (NIPEU) با مسیر غیر ایزوسیانات تهیه شدند و مشکل اتصال عرضی واسطه‌ها در طول واکنش حل شد. ساختار و خواص پلی‌یورتان پلی‌اتر سنتی (HDIPU) تهیه شده توسط NIPEU و ۱، ۶-هگزامتیلن دی ایزوسیانات، همانطور که در جدول ۱ نشان داده شده است، مقایسه شدند.
| نمونه | کسر جرمی قطعه سخت/% | وزن مولکولی/(گرم)·مول^(-1)) | شاخص توزیع وزن مولکولی | استحکام کششی/مگاپاسکال | ازدیاد طول در نقطه شکست/% |
| نیپویو30 | 30 | ۷۴۰۰۰ | ۱.۹ | ۱۲.۵ | ۱۲۵۰ |
| نیپویو۴۰ | 40 | ۶۶۰۰۰ | ۲.۲ | ۸.۰ | ۵۵۰ |
| HDIPU30 | 30 | ۴۶۰۰۰ | ۱.۹ | ۳۱.۳ | ۱۴۴۰ |
| HDIPU40 | 40 | ۵۴۰۰۰ | ۲.۰ | ۲۵.۸ | ۱۳۶۰ |
جدول ۱
نتایج جدول 1 نشان می‌دهد که تفاوت‌های ساختاری بین NIPEU و HDIPU عمدتاً به دلیل بخش سخت است. گروه اوره تولید شده توسط واکنش جانبی NIPEU به طور تصادفی در زنجیره مولکولی بخش سخت قرار می‌گیرد و بخش سخت را می‌شکند تا پیوندهای هیدروژنی منظمی تشکیل دهد که منجر به پیوندهای هیدروژنی ضعیف بین زنجیره‌های مولکولی بخش سخت و بلورینگی کم بخش سخت می‌شود که منجر به جداسازی فاز کم NIPEU می‌شود. در نتیجه، خواص مکانیکی آن بسیار بدتر از HDIPU است.
۲.۲ پلی‌استر پلی‌اورتان
پلی‌اورتان پلی‌استر (PETU) با دی‌ال‌های پلی‌استر به عنوان قطعات نرم، زیست‌تخریب‌پذیری، زیست‌سازگاری و خواص مکانیکی خوبی دارد و می‌تواند برای تهیه داربست‌های مهندسی بافت مورد استفاده قرار گیرد که یک ماده زیست‌پزشکی با چشم‌انداز کاربردی عالی است. دی‌ال‌های پلی‌استر که معمولاً در قطعات نرم استفاده می‌شوند، پلی‌بوتیلن آدیپات دیول، پلی‌گلیکول آدیپات دیول و پلی‌کاپرولاکتون دیول هستند.
پیش از این، روکیکی و همکارانش کربنات اتیلن را با دی‌آمین و دی‌ال‌های مختلف (1، 6-هگزان‌دی‌ال، 1، 10-n-دودکانول) واکنش دادند تا NIPU متفاوتی به دست آورند، اما NIPU سنتز شده وزن مولکولی کمتر و Tg پایین‌تری داشت. فرهادیان و همکارانش کربنات چند حلقه‌ای را با استفاده از روغن دانه آفتابگردان به عنوان ماده اولیه تهیه کردند، سپس با پلی‌آمین‌های زیستی مخلوط کردند، روی یک صفحه پوشش دادند و به مدت 24 ساعت در دمای 90 درجه سانتیگراد پخت کردند تا فیلم پلی‌اورتان پلی‌استر ترموست به دست آورند که پایداری حرارتی خوبی نشان داد. گروه تحقیقاتی ژانگ لیکون از دانشگاه صنعتی جنوب چین مجموعه‌ای از دی‌آمین‌ها و کربنات‌های حلقوی را سنتز کردند و سپس با اسید دی‌بازیک زیستی متراکم کردند تا پلی‌اورتان پلی‌استر زیستی به دست آورند. گروه تحقیقاتی ژو جین در موسسه تحقیقات مواد نینگبو، آکادمی علوم چین، قطعه سخت دی‌آمینودیول را با استفاده از هگزادیامین و وینیل کربنات تهیه کردند و سپس با استفاده از پلی‌کاندنساسیون با اسید دی‌بازیک غیراشباع زیستی، یک سری پلی‌اورتان پلی‌استر به دست آوردند که می‌تواند پس از پخت با اشعه ماوراء بنفش به عنوان رنگ استفاده شود [23]. گروه تحقیقاتی ژنگ لیوچون و لی چونچنگ از اسید آدیپیک و چهار دی‌ال آلیفاتیک (بوتاندیول، هگزادیول، اکتاندیول و دکانادیول) با اعداد اتمی کربن مختلف برای تهیه دی‌ال‌های پلی‌استر مربوطه به عنوان قطعات نرم استفاده کردند. گروهی از پلی‌اورتان پلی‌استر غیر ایزوسیانات (PETU)، که به نام تعداد اتم‌های کربن دی‌ال‌های آلیفاتیک نامگذاری شده است، با ذوب پلی‌کاندنساسیون با پیش پلیمر قطعه سخت هیدروکسیل‌دار تهیه شده توسط BHC و دی‌ال‌ها به دست آمد. خواص مکانیکی PETU در جدول 2 نشان داده شده است.
| نمونه | استحکام کششی/مگاپاسکال | مدول الاستیک/ مگاپاسکال | ازدیاد طول در نقطه شکست/% |
| PETU4 | ۶.۹±۱.۰ | 36±8 | ۶۷۳±35 |
| پی تی یو ۶ | ۱۰.۱±۱.۰ | 55±4 | ۵۶۸±32 |
| PETU8 | ۹.۰±۰.۸ | 47±4 | ۵۵۱±25 |
| PETU10 | ۸.۸±۰.۱ | 52±5 | ۱۳۷±23 |
جدول ۲
نتایج نشان می‌دهد که بخش نرم PETU4 بالاترین چگالی کربونیل، قوی‌ترین پیوند هیدروژنی با بخش سخت و پایین‌ترین درجه جدایی فاز را دارد. تبلور هر دو بخش نرم و سخت محدود است و نقطه ذوب و استحکام کششی پایینی را نشان می‌دهد، اما بالاترین ازدیاد طول در نقطه شکست را دارد.
۲.۳ پلی‌کربنات پلی‌اورتان
پلی‌اورتان پلی‌کربنات (PCU)، به‌ویژه PCU آلیفاتیک، مقاومت عالی در برابر هیدرولیز، مقاومت در برابر اکسیداسیون، پایداری بیولوژیکی خوب و زیست‌سازگاری دارد و چشم‌انداز کاربردی خوبی در زمینه زیست‌پزشکی دارد. در حال حاضر، بیشتر NIPUهای تهیه‌شده از پلی‌اتر پلی‌ال‌ها و پلی‌استر پلی‌ال‌ها به عنوان قطعات نرم استفاده می‌کنند و گزارش‌های تحقیقاتی کمی در مورد پلی‌اورتان پلی‌کربنات وجود دارد.
پلی اورتان پلی کربنات غیر ایزوسیانات تهیه شده توسط گروه تحقیقاتی تیان هنگشویی در دانشگاه صنعتی جنوب چین، وزن مولکولی بیش از 50000 گرم بر مول دارد. تأثیر شرایط واکنش بر وزن مولکولی پلیمر مورد مطالعه قرار گرفته است، اما خواص مکانیکی آن گزارش نشده است. گروه تحقیقاتی ژنگ لیوچون و لی چونچنگ، PCU را با استفاده از DMC، هگزان دی آمین، هگزادیول و دیول‌های پلی کربنات تهیه کردند و PCU را بر اساس کسر جرمی واحد تکرار شونده بخش سخت نامگذاری کردند. خواص مکانیکی در جدول 3 نشان داده شده است.
| نمونه | استحکام کششی/مگاپاسکال | مدول الاستیک/ مگاپاسکال | ازدیاد طول در نقطه شکست/% |
| PCU18 | 17±۱ | 36±8 | ۶۶۵±24 |
| پی سی یو ۳۳ | 19±۱ | ۱۰۷±9 | ۶۵۶ عدد±33 |
| PCU46 | 21±۱ | ۱۵۰±16 | ۴۰۷±23 |
| PCU57 | 22±2 | ۲۱۰±17 | ۲۶۲±27 |
| پی سی یو ۶۷ | 27±2 | ۴۰۰±13 | 63±5 |
| PCU82 | 29±۱ | ۵۱۸±34 | 26±5 |
جدول ۳
نتایج نشان می‌دهد که PCU وزن مولکولی بالایی دارد، تا 6×104 ~ 9×104 گرم بر مول، نقطه ذوب تا 137 درجه سانتیگراد و استحکام کششی تا 29 مگاپاسکال. این نوع PCU می‌تواند به عنوان یک پلاستیک سفت و سخت یا به عنوان یک الاستومر استفاده شود که چشم‌انداز کاربرد خوبی در زمینه زیست پزشکی (مانند داربست‌های مهندسی بافت انسان یا مواد ایمپلنت قلبی عروقی) دارد.
۲.۴ پلی اورتان هیبریدی غیر ایزوسیانات
پلی اورتان غیر ایزوسیانات هیبریدی (NIPU هیبریدی) عبارت است از وارد کردن رزین اپوکسی، اکریلات، سیلیس یا سیلوکسان به چارچوب مولکولی پلی اورتان برای تشکیل یک شبکه در هم تنیده، بهبود عملکرد پلی اورتان یا دادن عملکردهای مختلف به پلی اورتان.
فنگ یوئلان و همکارانش روغن سویا اپوکسی پایه زیستی را با CO2 واکنش دادند تا کربنات حلقوی پنتامونیک (CSBO) را سنتز کنند و بیسفنول A دی گلیسیدیل اتر (رزین اپوکسی E51) را با بخش‌های زنجیره‌ای سفت‌تر معرفی کردند تا NIPU تشکیل شده توسط CSBO جامد شده با آمین را بیشتر بهبود بخشند. زنجیره مولکولی حاوی یک بخش زنجیره‌ای بلند و انعطاف‌پذیر از اسید اولئیک/اسید لینولئیک است. همچنین حاوی بخش‌های زنجیره‌ای سفت‌تر است، به طوری که از استحکام مکانیکی و چقرمگی بالایی برخوردار است. برخی از محققان همچنین سه نوع پیش پلیمر NIPU را با گروه‌های انتهایی فوران از طریق واکنش سرعت باز شدن دی اتیلن گلیکول کربنات دو حلقه‌ای و دی آمین سنتز کردند و سپس با پلی استر غیراشباع واکنش دادند تا یک پلی اورتان نرم با عملکرد خودترمیمی تهیه کنند و با موفقیت به راندمان بالای خودترمیمی NIPU نرم دست یافتند. NIPU هیبریدی نه تنها ویژگی‌های NIPU عمومی را دارد، بلکه ممکن است چسبندگی، مقاومت در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی، مقاومت در برابر حلال و استحکام مکانیکی بهتری نیز داشته باشد.
۳ چشم‌انداز
NIPU بدون استفاده از ایزوسیانات سمی تهیه می‌شود و در حال حاضر به شکل فوم، پوشش، چسب، الاستومر و سایر محصولات در حال مطالعه است و طیف وسیعی از کاربردهای آن را در بر می‌گیرد. با این حال، اکثر آنها هنوز به تحقیقات آزمایشگاهی محدود شده‌اند و تولید در مقیاس بزرگ وجود ندارد. علاوه بر این، با بهبود استانداردهای زندگی مردم و رشد مداوم تقاضا، NIPU با یک یا چند عملکرد به یک جهت تحقیقاتی مهم تبدیل شده است، مانند ضد باکتری، خود ترمیم شونده، حافظه شکلی، مقاوم در برابر شعله، مقاومت در برابر حرارت بالا و غیره. بنابراین، تحقیقات آینده باید درک کنند که چگونه می‌توان بر مشکلات کلیدی صنعتی شدن غلبه کرد و به بررسی جهت تهیه NIPU کاربردی ادامه داد.
زمان ارسال: ۲۹ آگوست ۲۰۲۴