गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन पर अनुसंधान प्रगति
1937 में अपनी शुरुआत के बाद से, पॉलीयूरेथेन (पीयू) सामग्रियों का परिवहन, निर्माण, पेट्रोकेमिकल्स, वस्त्र, यांत्रिक और विद्युत अभियांत्रिकी, एयरोस्पेस, स्वास्थ्य सेवा और कृषि सहित विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग पाया गया है। इन सामग्रियों का उपयोग फोम प्लास्टिक, फाइबर, इलास्टोमर्स, वॉटरप्रूफिंग एजेंट, सिंथेटिक चमड़ा, कोटिंग्स, चिपकने वाले पदार्थ, फ़र्श सामग्री और चिकित्सा आपूर्ति जैसे रूपों में किया जाता है। पारंपरिक पीयू मुख्य रूप से दो या अधिक आइसोसाइनेट्स के साथ-साथ मैक्रोमॉलिक्युलर पॉलीओल्स और लघु आणविक श्रृंखला विस्तारकों से संश्लेषित होता है। हालाँकि, आइसोसाइनेट्स की अंतर्निहित विषाक्तता मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए गंभीर जोखिम पैदा करती है; इसके अलावा, ये आमतौर पर फॉस्जीन - एक अत्यधिक विषैला अग्रदूत - और संबंधित अमीन कच्चे माल से प्राप्त होते हैं।
समकालीन रासायनिक उद्योग द्वारा हरित और सतत विकास पद्धतियों के अनुसरण के आलोक में, शोधकर्ता आइसोसाइनेट के स्थान पर पर्यावरण-अनुकूल संसाधनों पर अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, साथ ही गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन (एनआईपीयू) के लिए नए संश्लेषण मार्गों की खोज भी कर रहे हैं। यह शोधपत्र एनआईपीयू की तैयारी के मार्गों का परिचय देता है, साथ ही विभिन्न प्रकार के एनआईपीयू में प्रगति की समीक्षा करता है और आगे के शोध के लिए एक संदर्भ प्रदान करने हेतु उनकी भविष्य की संभावनाओं पर चर्चा करता है।
1 गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन का संश्लेषण
मोनोसाइक्लिक कार्बोनेट और एलिफैटिक डायमाइन का उपयोग करके निम्न आणविक भार कार्बामेट यौगिकों का पहला संश्लेषण 1950 के दशक में विदेशों में हुआ था—जो गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन संश्लेषण की दिशा में एक महत्वपूर्ण मोड़ था। वर्तमान में NIPU के उत्पादन के लिए दो प्राथमिक विधियाँ मौजूद हैं: पहली में द्विआधारी चक्रीय कार्बोनेट और द्विआधारी ऐमीन के बीच चरणबद्ध योगात्मक अभिक्रियाएँ शामिल हैं; दूसरी में कार्बामेट के भीतर संरचनात्मक आदान-प्रदान को सुगम बनाने वाले डायोल के साथ-साथ डाययूरेथेन मध्यवर्ती को शामिल करते हुए बहुसंघनन अभिक्रियाएँ शामिल हैं। डायमारबॉक्सिलेट मध्यवर्ती चक्रीय कार्बोनेट या डाइमिथाइल कार्बोनेट (DMC) मार्गों से प्राप्त किए जा सकते हैं; मूल रूप से सभी विधियाँ कार्बोनिक अम्ल समूहों के माध्यम से अभिक्रिया करती हैं जिससे कार्बामेट कार्यात्मकताएँ प्राप्त होती हैं।
निम्नलिखित अनुभागों में आइसोसाइनेट का उपयोग किए बिना पॉलीयूरेथेन के संश्लेषण के तीन अलग-अलग तरीकों पर विस्तार से चर्चा की गई है।
1.1बाइनरी चक्रीय कार्बोनेट मार्ग
एनआईपीयू को बाइनरी चक्रीय कार्बोनेट को बाइनरी अमीन के साथ मिलाकर चरणबद्ध योगों के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 1 में दर्शाया गया है।
इसकी मुख्य श्रृंखला संरचना में पुनरावर्ती इकाइयों में मौजूद अनेक हाइड्रॉक्सिल समूहों के कारण, इस विधि से सामान्यतः पॉलीβ-हाइड्रॉक्सिल पॉलीयूरेथेन (PHU) प्राप्त होता है। लेइट्श एट अल. ने चक्रीय कार्बोनेट-समाप्त पॉलीईथर के साथ-साथ द्विआधारी अमीन और द्विआधारी चक्रीय कार्बोनेट से प्राप्त छोटे अणुओं का उपयोग करते हुए पॉलीईथर PHU की एक श्रृंखला विकसित की—इनकी तुलना पॉलीईथर PU तैयार करने के लिए प्रयुक्त पारंपरिक विधियों से की। उनके निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि PHU के भीतर हाइड्रॉक्सिल समूह मृदु/कठोर खंडों में स्थित नाइट्रोजन/ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ आसानी से हाइड्रोजन बंध बनाते हैं; मृदु खंडों के बीच भिन्नताएँ हाइड्रोजन बंध व्यवहार के साथ-साथ सूक्ष्मावस्था पृथक्करण डिग्री को भी प्रभावित करती हैं, जो अंततः समग्र प्रदर्शन विशेषताओं को प्रभावित करती हैं।
आमतौर पर 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर संचालित होने वाला यह मार्ग प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं के दौरान कोई उप-उत्पाद उत्पन्न नहीं करता है, जिससे यह नमी के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील हो जाता है, जबकि अस्थिर चिंताओं से रहित स्थिर उत्पाद प्रदान करता है, हालांकि इसके लिए मजबूत ध्रुवीयता वाले कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे कि डाइमिथाइल सल्फॉक्साइड (डीएमएसओ), एन, एन-डाइमिथाइलफॉर्मामाइड (डीएमएफ), आदि की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, एक दिन से लेकर पांच दिनों तक के विस्तारित प्रतिक्रिया समय में अक्सर कम आणविक भार होता है जो अक्सर 30k g/mol के आसपास की सीमा से कम हो जाता है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन चुनौतीपूर्ण हो जाता है, क्योंकि इसके लिए बड़े पैमाने पर इससे जुड़ी उच्च लागत और परिणामी PHUs द्वारा प्रदर्शित अपर्याप्त शक्ति को जिम्मेदार ठहराया जाता है, जबकि डंपिंग सामग्री डोमेन, आकार स्मृति निर्माण, चिपकने वाले फॉर्मूलेशन, कोटिंग समाधान, फोम आदि में आशाजनक अनुप्रयोग होते हैं।
1.2मोनोसाइक्लिक कार्बोनेट मार्ग
मोनोसाइक्लिक कार्बोनेट डायमाइन के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है, जिसके परिणामस्वरूप डाइकार्बामेट में हाइड्रॉक्सिल अंत-समूह होते हैं, जो तब डायोल के साथ विशेष ट्रांसएस्टरीफिकेशन/पॉलीकंडेंसेशन इंटरैक्शन से गुजरते हैं, अंततः एक एनआईपीयू उत्पन्न करते हैं जो संरचनात्मक रूप से पारंपरिक समकक्षों के समान होता है, जिसे चित्र 2 के माध्यम से दृश्य रूप से दर्शाया गया है।
सामान्य रूप से प्रयुक्त मोनोसाइक्लिक प्रकारों में एथिलीन और प्रोपिलीन कार्बोनेटेड सब्सट्रेट शामिल हैं, जिसमें बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के झाओ जिंगबो की टीम ने विभिन्न डायमाइन्स को चक्रीय इकाइयों के विरुद्ध प्रतिक्रिया करते हुए शामिल किया, प्रारंभ में विभिन्न संरचनात्मक डाइकार्बामेट मध्यस्थों को प्राप्त किया, तथा फिर संघनन चरणों में आगे बढ़े, जिसमें पॉलीटेट्राहाइड्रोफ्यूरानेडिओल/पॉलीइथर-डायोल का उपयोग किया गया, जिसके परिणामस्वरूप संबंधित उत्पाद लाइनों का सफल निर्माण हुआ, जिनमें प्रभावशाली तापीय/यांत्रिक गुण प्रदर्शित हुए, जिनका गलनांक लगभग 125~161°C के आसपास था, तन्य शक्ति 24MPa के करीब चरम पर थी, तथा बढ़ाव दर 1476% के करीब थी। वांग एट अल. ने इसी तरह डीएमसी युक्त संयोजनों का लाभ उठाया, जिसमें क्रमशः हेक्सामेथिलीनडायमाइन/साइक्लोकार्बोनेटेड अग्रदूतों के साथ युग्मित किया गया, जो हाइड्रॉक्सी-टर्मिनेटेड डेरिवेटिव्स को संश्लेषित करते थे, बाद में ऑक्सालिक/सेबेसिक/एसिड एडिपिक-एसिड-टेरेफ्थैलिक्स जैसे जैव-आधारित डायबेसिक एसिड को अधीन करते थे, जिससे अंतिम आउटपुट प्राप्त होता था, जिसमें 13k~28k g/mol तन्य शक्तियों में उतार-चढ़ाव 9~17 MPa बढ़ाव 35%~235% शामिल होता था।
साइक्लोकार्बोनिक एस्टर उत्प्रेरक की आवश्यकता के बिना ही प्रभावी ढंग से कार्य करते हैं, सामान्य परिस्थितियों में तापमान लगभग 80° से 120° सेल्सियस तक बना रहता है। इसके बाद के ट्रांसएस्टरीफिकेशन में आमतौर पर ऑर्गेनोटिन-आधारित उत्प्रेरक प्रणालियाँ प्रयुक्त होती हैं, जो इष्टतम प्रसंस्करण सुनिश्चित करती हैं और तापमान 200° से अधिक नहीं होता। केवल संघनन प्रयासों के अलावा, डायोलिक इनपुट को लक्षित करने में सक्षम स्व-बहुलकीकरण/डिग्लाइकोलिसिस परिघटनाएँ, वांछित परिणामों के उत्पादन को सुगम बनाती हैं, और इस पद्धति को स्वाभाविक रूप से पर्यावरण-अनुकूल बनाती हैं, जिससे मुख्य रूप से मेथनॉल/लघु-अणु-डायोलिक अवशेष प्राप्त होते हैं, जिससे आगे चलकर व्यवहार्य औद्योगिक विकल्प प्रस्तुत होते हैं।
1.3डाइमिथाइल कार्बोनेट मार्ग
डीएमसी एक पारिस्थितिक रूप से स्वस्थ/गैर-विषाक्त विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें मिथाइल/मेथॉक्सी/कार्बोनिल विन्यास सहित कई सक्रिय कार्यात्मक भाग होते हैं, जो प्रतिक्रियाशीलता प्रोफाइल को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जिससे प्रारंभिक जुड़ाव संभव होता है, जिसके द्वारा डीएमसी सीधे डायमाइन के साथ अंतःक्रिया करता है, जिससे छोटे मिथाइल-कार्बामेट समाप्त मध्यस्थ बनते हैं, इसके बाद पिघल-संघनन क्रियाएं होती हैं, जिसमें अतिरिक्त छोटे-श्रृंखला-विस्तारक-डायोलिक्स/बड़े-पॉलीओल घटक शामिल होते हैं, जिससे अंततः वांछित बहुलक संरचनाओं का उद्भव होता है, जिसे चित्र 3 के माध्यम से दर्शाया गया है।
दीपा एट अल ने सोडियम मेथॉक्साइड उत्प्रेरण का लाभ उठाते हुए उपरोक्त गतिशीलता का लाभ उठाया और विविध मध्यवर्ती संरचनाओं का आयोजन किया, जिसके परिणामस्वरूप लक्षित विस्तार हुए और श्रृंखला समतुल्य कठोर-खंड रचनाएँ प्राप्त हुईं, जिनका आणविक भार लगभग (3 ~20)x10^3g/mol था और काँच संक्रमण तापमान (-30 ~120°C) तक फैला था। पैन डोंगडोंग ने डीएमसी हेक्सामेथिलीन-डायमिनोपॉलीकार्बोनेट-पॉलीएल्कोहल युक्त रणनीतिक युग्मों का चयन किया, जिससे उल्लेखनीय परिणाम प्राप्त हुए और तन्य-शक्ति मीट्रिक्स 10-15MPa दोलन अनुपातों के साथ 1000%-1400% तक पहुँच गए। विभिन्न श्रृंखला-विस्तार प्रभावों के आसपास के खोजी प्रयासों ने वरीयताओं को ब्यूटेनडायोल/हेक्सेनडायोल चयनों को अनुकूल रूप से संरेखित करने का खुलासा किया जब परमाणु-संख्या समता ने समरूपता बनाए रखी, जिससे श्रृंखलाओं में देखे गए क्रमबद्ध क्रिस्टलीयता संवर्द्धन को बढ़ावा मिला। सरज़िन के समूह ने हेक्साहाइड्रॉक्सीएमाइन के साथ लिग्निन/डीएमसी को एकीकृत करने वाले कंपोजिट तैयार किए, जो 230 डिग्री सेल्सियस पर प्रसंस्करण के बाद संतोषजनक यांत्रिक विशेषताओं का प्रदर्शन करते हैं। डायज़ोमोनोमर जुड़ाव का लाभ उठाते हुए गैर-आइसोसाइनेट-पॉलीयूरिया प्राप्त करने के उद्देश्य से अतिरिक्त अन्वेषणों ने संभावित पेंट अनुप्रयोगों का अनुमान लगाया, जो विनाइल-कार्बोनेसियस समकक्षों पर तुलनात्मक लाभ उभर रहे थे, जो लागत-प्रभावशीलता/व्यापक सोर्सिंग रास्ते उपलब्ध करा रहे थे।
2 गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन के विभिन्न नरम खंड
2.1 पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन
पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन (पीईयू) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसमें नरम खंड पुनरावृत्ति इकाइयों में ईथर बांडों की कम संसंजक ऊर्जा, आसान घूर्णन, उत्कृष्ट निम्न तापमान लचीलापन और हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध होता है।
केबिर एट अल. ने डीएमसी, पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल और ब्यूटेनडायोल को कच्चे माल के रूप में लेकर पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन का संश्लेषण किया, लेकिन आणविक भार कम (7,500 ~ 14,800 ग्राम/मोल) था, तापमान 0°C से कम था, और गलनांक भी कम (38 ~ 48°C) था, और शक्ति व अन्य संकेतक उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने में कठिन थे। झाओ जिंगबो के अनुसंधान समूह ने एथिलीन कार्बोनेट, 1,6-हेक्सानेडायमाइन और पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल का उपयोग करके पीईयू का संश्लेषण किया, जिसका आणविक भार 31,000 ग्राम/मोल, तन्य शक्ति 5 ~ 24MPa और विखंडन पर दीर्घीकरण 0.9% ~ 1,388% है। सुगंधित पॉलीयूरेथेन की संश्लेषित श्रृंखला का आणविक भार 17 300 ~ 21 000 ग्राम / मोल है, टीजी -19 ~ 10 ℃ है, पिघलने बिंदु 102 ~ 110 ℃ है, तन्य शक्ति 12 ~ 38 एमपीए है, और 200% निरंतर बढ़ाव की लोचदार वसूली दर 69% ~ 89% है।
झेंग लिउचुन और ली चुनचेंग के शोध समूह ने डाइमिथाइल कार्बोनेट और 1, 6-हेक्सामेथिलीनडायमाइन के साथ 1, 6-हेक्सामेथिलीनडायमाइन (BHC) नामक एक मध्यवर्ती पदार्थ तैयार किया, और विभिन्न लघु अणु सीधी श्रृंखला वाले डायोल और पॉलीटेट्राहाइड्रोफ्यूरानडायोल (Mn=2 000) के साथ पॉलीकंडेंसेशन किया। गैर-आइसोसाइनेट मार्ग वाले पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन (NIPEU) की एक श्रृंखला तैयार की गई, और अभिक्रिया के दौरान मध्यवर्ती पदार्थों की क्रॉसलिंकिंग समस्या का समाधान किया गया। NIPEU द्वारा तैयार पारंपरिक पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन (HDIPU) और 1, 6-हेक्सामेथिलीन डाइआइसोसाइनेट की संरचना और गुणों की तुलना की गई, जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है।
| नमूना | कठोर खंड द्रव्यमान अंश/% | आणविक भार/(ग्राम)·मोल^(-1)) | आणविक भार वितरण सूचकांक | तन्य शक्ति/एमपीए | तोड़ने पर बढ़ावा/% |
| एनआईपीईयू30 | 30 | 74000 | 1.9 | 12.5 | 1250 |
| एनआईपीईयू40 | 40 | 66000 | 2.2 | 8.0 | 550 |
| एचडीआईपीयू30 | 30 | 46000 | 1.9 | 31.3 | 1440 |
| एचडीआईपीयू40 | 40 | 54000 | 2.0 | 25.8 | 1360 |
तालिका नंबर एक
तालिका 1 के परिणाम दर्शाते हैं कि NIPEU और HDIPU के बीच संरचनात्मक अंतर मुख्यतः कठोर खंड के कारण हैं। NIPEU की पार्श्व अभिक्रिया द्वारा उत्पन्न यूरिया समूह कठोर खंड की आण्विक श्रृंखला में अनियमित रूप से अंतर्निहित हो जाता है, जिससे कठोर खंड टूटकर व्यवस्थित हाइड्रोजन बंध बन जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कठोर खंड की आण्विक श्रृंखलाओं के बीच कमज़ोर हाइड्रोजन बंध बन जाते हैं और कठोर खंड की क्रिस्टलीयता कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप NIPEU का प्रावस्था पृथक्करण कम होता है। परिणामस्वरूप, इसके यांत्रिक गुण HDIPU से बहुत कमज़ोर होते हैं।
2.2 पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन
पॉलिएस्टर डायोल युक्त पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन (PETU) में नरम खंडों के रूप में अच्छी जैवनिम्नीकरणीयता, जैवसंगतता और यांत्रिक गुण होते हैं, और इसका उपयोग ऊतक इंजीनियरिंग स्कैफोल्ड बनाने के लिए किया जा सकता है, जो एक जैव-चिकित्सा सामग्री है जिसकी अनुप्रयोग संभावनाएँ बहुत अधिक हैं। नरम खंडों में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पॉलिएस्टर डायोल पॉलीब्यूटिलीन एडिपेट डायोल, पॉलीग्लाइकॉल एडिपेट डायोल और पॉलीकैप्रोलैक्टोन डायोल हैं।
इससे पहले, रोकिकी एट अल. ने एथिलीन कार्बोनेट को डायमाइन और विभिन्न डायोल (1, 6-हेक्सेनडायोल, 1, 10-एन-डोडेकेनॉल) के साथ अभिक्रिया करके विभिन्न एनआईपीयू (NIPU) प्राप्त किए, लेकिन संश्लेषित एनआईपीयू का आणविक भार और तापमान (Tg) कम था। फरहादियन एट अल. ने कच्चे माल के रूप में सूरजमुखी के बीज के तेल का उपयोग करके पॉलीसाइक्लिक कार्बोनेट तैयार किया, फिर उसे जैव-आधारित पॉलीएमाइन के साथ मिलाया, एक प्लेट पर लेपित किया, और 90 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे तक सुखाकर थर्मोसेटिंग पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन फिल्म प्राप्त की, जिसने अच्छी तापीय स्थिरता दिखाई। दक्षिण चीन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के झांग लिकुन के अनुसंधान समूह ने डायमाइन और चक्रीय कार्बोनेट की एक श्रृंखला को संश्लेषित किया, और फिर जैव-आधारित डायबेसिक अम्ल के साथ संघनित करके जैव-आधारित पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन प्राप्त किया। चीनी विज्ञान अकादमी के निंगबो इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स रिसर्च में झू जिन के अनुसंधान समूह ने हेक्साडायमाइन और विनाइल कार्बोनेट का उपयोग करके डायमिनोडिओल हार्ड सेगमेंट तैयार किया, और फिर जैव-आधारित असंतृप्त डायबेसिक एसिड के साथ पॉलीकंडेंसेशन करके पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन की एक श्रृंखला प्राप्त की, जिसे पराबैंगनी इलाज के बाद पेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है [23]। झेंग लिउचुन और ली चुनचेंग के अनुसंधान समूह ने संबंधित पॉलिएस्टर डायोल को नरम खंडों के रूप में तैयार करने के लिए विभिन्न कार्बन परमाणु संख्याओं के साथ एडिपिक एसिड और चार एलिफैटिक डायोल (ब्यूटेनडियोल, हेक्साडियोल, ऑक्टेनडियोल और डेकानेडियोल) का उपयोग किया; गैर-आइसोसाइनेट पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन (पीईटीयू) का एक समूह, जिसका नाम एलिफैटिक डायोल के कार्बन परमाणुओं की संख्या के नाम पर रखा गया
| नमूना | तन्य शक्ति/एमपीए | प्रत्यास्थता मापांक/एमपीए | तोड़ने पर बढ़ावा/% |
| पीईटीयू4 | 6.9±1.0 | 36±8 | 673±35 |
| पीईटीयू6 | 10.1±1.0 | 55±4 | 568±32 |
| पीईटीयू8 | 9.0±0.8 | 47±4 | 551±25 |
| पीईटीयू10 | 8.8±0.1 | 52±5 | 137±23 |
तालिका 2
परिणाम दर्शाते हैं कि PETU4 के कोमल खंड में कार्बोनिल घनत्व सबसे अधिक है, कठोर खंड के साथ हाइड्रोजन बंध सबसे मज़बूत है, और प्रावस्था पृथक्करण की डिग्री सबसे कम है। कोमल और कठोर दोनों खंडों का क्रिस्टलीकरण सीमित है, जिससे गलनांक और तन्य शक्ति कम है, लेकिन टूटने पर दीर्घीकरण सबसे ज़्यादा है।
2.3 पॉलीकार्बोनेट पॉलीयूरेथेन
पॉलीकार्बोनेट पॉलीयूरेथेन (पीसीयू), विशेष रूप से एलिफैटिक पीसीयू, में उत्कृष्ट हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, अच्छी जैविक स्थिरता और जैव-संगतता है, और बायोमेडिसिन के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग की अच्छी संभावनाएँ हैं। वर्तमान में, अधिकांश तैयार एनआईपीयू में सॉफ्ट सेगमेंट के रूप में पॉलीइथर पॉलीओल्स और पॉलिएस्टर पॉलीओल्स का उपयोग किया जाता है, और पॉलीकार्बोनेट पॉलीयूरेथेन पर कुछ ही शोध रिपोर्टें उपलब्ध हैं।
दक्षिण चीन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में तियान हेंगशुई के शोध समूह द्वारा तैयार गैर-आइसोसाइनेट पॉलीकार्बोनेट पॉलीयूरेथेन का आणविक भार 50,000 ग्राम/मोल से अधिक है। बहुलक के आणविक भार पर अभिक्रिया स्थितियों के प्रभाव का अध्ययन किया गया है, लेकिन इसके यांत्रिक गुणों की रिपोर्ट नहीं की गई है। झेंग लिउचुन और ली चुनचेंग के शोध समूह ने डीएमसी, हेक्सेनडायमाइन, हेक्साडियोल और पॉलीकार्बोनेट डायोल का उपयोग करके पीसीयू तैयार किया, और हार्ड सेगमेंट रिपीटिंग यूनिट के द्रव्यमान अंश के अनुसार पीसीयू का नामकरण किया। यांत्रिक गुण तालिका 3 में दर्शाए गए हैं।
| नमूना | तन्य शक्ति/एमपीए | प्रत्यास्थता मापांक/एमपीए | तोड़ने पर बढ़ावा/% |
| पीसीयू18 | 17±1 | 36±8 | 665±24 |
| पीसीयू33 | 19±1 | 107±9 | 656±33 |
| पीसीयू46 | 21±1 | 150±16 | 407±23 |
| पीसीयू57 | 22±2 | 210±17 | 262±27 |
| पीसीयू67 | 27±2 | 400±13 | 63±5 |
| पीसीयू82 | 29±1 | 518±34 | 26±5 |
टेबल तीन
परिणामों से पता चलता है कि पीसीयू का आणविक भार उच्च है, 6×104 ~ 9×104 ग्राम/मोल तक, गलनांक 137 ℃ तक, और तन्य शक्ति 29 एमपीए तक। इस प्रकार के पीसीयू का उपयोग कठोर प्लास्टिक या इलास्टोमर के रूप में किया जा सकता है, और जैव चिकित्सा क्षेत्र (जैसे मानव ऊतक इंजीनियरिंग मचान या हृदय प्रत्यारोपण सामग्री) में इसके अनुप्रयोग की अच्छी संभावना है।
2.4 हाइब्रिड नॉन-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन
हाइब्रिड नॉन-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन (हाइब्रिड एनआईपीयू) पॉलीयूरेथेन आणविक ढांचे में इपॉक्सी रेजिन, एक्रिलेट, सिलिका या सिलोक्सेन समूहों का समावेश है, जो एक अंतर्वेधी नेटवर्क का निर्माण करता है, पॉलीयूरेथेन के प्रदर्शन में सुधार करता है या पॉलीयूरेथेन को विभिन्न कार्य प्रदान करता है।
फेंग युएलन एट अल ने पेंटामोनिक चक्रीय कार्बोनेट (सीएसबीओ) को संश्लेषित करने के लिए सीओ2 के साथ जैव-आधारित इपॉक्सी सोयाबीन तेल की प्रतिक्रिया की, और अमीन के साथ ठोस रूप से सीएसबीओ द्वारा गठित एनआईपीयू को और बेहतर बनाने के लिए अधिक कठोर श्रृंखला खंडों के साथ बिस्फेनॉल ए डाइग्लिसिडिल ईथर (इपॉक्सी रेजिन ई51) को पेश किया। आणविक श्रृंखला में ओलिक एसिड/लिनोलिक एसिड का एक लंबा लचीला श्रृंखला खंड होता है। इसमें अधिक कठोर श्रृंखला खंड भी होते हैं, जिससे इसमें उच्च यांत्रिक शक्ति और उच्च क्रूरता होती है। कुछ शोधकर्ताओं ने डायथिलीन ग्लाइकॉल बाइसाइक्लिक कार्बोनेट और डायमाइन की दर-उद्घाटन प्रतिक्रिया के माध्यम से फ्यूरान अंत समूहों के साथ तीन प्रकार के एनआईपीयू प्रीपॉलिमर को भी संश्लेषित किया हाइब्रिड एनआईपीयू में न केवल सामान्य एनआईपीयू की विशेषताएं हैं, बल्कि इसमें बेहतर आसंजन, एसिड और क्षार संक्षारण प्रतिरोध, विलायक प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति भी हो सकती है।
3 आउटलुक
एनआईपीयू विषाक्त आइसोसाइनेट के उपयोग के बिना तैयार किया जाता है, और वर्तमान में फोम, कोटिंग, चिपकने वाले पदार्थ, इलास्टोमर और अन्य उत्पादों के रूप में इसका अध्ययन किया जा रहा है, और इसके अनुप्रयोग की संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला है। हालाँकि, इनमें से अधिकांश अभी भी प्रयोगशाला अनुसंधान तक ही सीमित हैं, और बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं हो रहा है। इसके अलावा, लोगों के जीवन स्तर में सुधार और मांग में निरंतर वृद्धि के साथ, एकल या बहु-कार्य एनआईपीयू एक महत्वपूर्ण अनुसंधान दिशा बन गया है, जैसे कि जीवाणुरोधी, स्व-मरम्मत, आकार स्मृति, ज्वाला मंदक, उच्च ताप प्रतिरोध आदि। इसलिए, भविष्य के अनुसंधान को औद्योगीकरण की प्रमुख समस्याओं को कैसे हल किया जाए, यह समझना चाहिए और कार्यात्मक एनआईपीयू तैयार करने की दिशा का पता लगाना जारी रखना चाहिए।
पोस्ट करने का समय: 29 अगस्त 2024