Ոչ իզոցիանատային պոլիուրեթանների վերաբերյալ հետազոտությունների առաջընթաց

1937 թվականին իրենց ներդրումից ի վեր, պոլիուրեթանային (ՊՊ) նյութերը լայն կիրառություն են գտել տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝ տրանսպորտում, շինարարությանը, նավթաքիմիական արդյունաբերությանը, տեքստիլ արդյունաբերությանը, մեխանիկական և էլեկտրատեխնիկային, ավիատիեզերական արդյունաբերությանը, առողջապահությանը և գյուղատնտեսությանը: Այս նյութերն օգտագործվում են այնպիսի ձևերով, ինչպիսիք են փրփրապլաստիկները, մանրաթելերը, էլաստոմերները, ջրամեկուսիչ նյութերը, սինթետիկ կաշիները, ծածկույթները, սոսինձները, սալարկման նյութերը և բժշկական պարագաները: Ավանդական ՊՊ-ն հիմնականում սինթեզվում է երկու կամ ավելի իզոցիանատներից՝ մակրոմոլեկուլային պոլիոլների և փոքր մոլեկուլային շղթաների երկարացնողների հետ միասին: Այնուամենայնիվ, իզոցիանատների բնորոշ թունավորությունը զգալի ռիսկեր է ներկայացնում մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար. ավելին, դրանք սովորաբար ստացվում են ֆոսգենից՝ բարձր թունավոր նախորդից, և համապատասխան ամինային հումքից:

Ժամանակակից քիմիական արդյունաբերության կողմից կանաչ և կայուն զարգացման գործելակերպի ձգտման լույսի ներքո, հետազոտողները ավելի ու ավելի են կենտրոնանում իզոցիանատները էկոլոգիապես մաքուր ռեսուրսներով փոխարինելու վրա՝ միաժամանակ ուսումնասիրելով ոչ իզոցիանատ պոլիուրեթանների (NIPU) նոր սինթեզի ուղիները: Այս հոդվածը ներկայացնում է NIPU-ի պատրաստման ուղիները՝ միաժամանակ վերանայելով NIPU-ների տարբեր տեսակների առաջընթացները և քննարկելով դրանց ապագա հեռանկարները՝ հետագա հետազոտությունների համար հղումներ տրամադրելու համար:

1. Ոչ իզոցիանատային պոլիուրեթանների սինթեզ

Ցածր մոլեկուլային քաշով կարբամատային միացությունների առաջին սինթեզը, որն օգտագործում էր մոնոցիկլիկ կարբոնատներ՝ ալիֆատիկ դիամինների հետ համատեղ, տեղի է ունեցել 1950-ական թվականներին՝ նշանավորելով ոչ իզոցիանատային պոլիուրեթանային սինթեզի շրջադարձային պահը: Ներկայումս NIPU-ի ստացման համար գոյություն ունեն երկու հիմնական մեթոդաբանություն. առաջինը ներառում է երկուական ցիկլիկ կարբոնատների և երկուական ամինների միջև փուլային միացման ռեակցիաներ. երկրորդը ներառում է պոլիկոնդենսացման ռեակցիաներ, որոնք ներառում են դիուրեթանային միջանկյալ նյութեր՝ դիոլների հետ միասին, որոնք նպաստում են կարբամատների կառուցվածքային փոխանակումներին: Դիամարբօքսիլատային միջանկյալ նյութերը կարելի է ստանալ կամ ցիկլիկ կարբոնատի, կամ դիմեթիլ կարբոնատի (DMC) ուղիներով. հիմնականում բոլոր մեթոդները փոխազդում են ածխաթթվային խմբերի միջոցով՝ առաջացնելով կարբամատային ֆունկցիոնալ տարրեր:

Հաջորդ բաժիններում քննարկվում են իզոցիանատ չօգտագործելով պոլիուրեթան սինթեզի երեք տարբեր մոտեցումներ։

1.1 Երկուական ցիկլիկ կարբոնատային ուղի

NIPU-ն կարող է սինթեզվել փուլային ավելացումների միջոցով՝ ներառելով երկուական ցիկլիկ կարբոնատը զուգակցված երկուական ամինի հետ, ինչպես պատկերված է նկար 1-ում։

Հիմնական շղթայի կառուցվածքի երկայնքով կրկնվող միավորներում առկա բազմաթիվ հիդրօքսիլային խմբերի պատճառով այս մեթոդը սովորաբար տալիս է այսպես կոչված պոլիβ-հիդրօքսիլ պոլիուրեթան (PHU): Լեյչը և այլք մշակել են պոլիեթերային PHU-ների շարք՝ օգտագործելով ցիկլիկ կարբոնատով ավարտվող պոլիեթերներ՝ երկուական ամինների և երկուական ցիկլիկ կարբոնատներից ստացված փոքր մոլեկուլների հետ միասին՝ համեմատելով դրանք պոլիեթերային PU-ներ պատրաստելու համար օգտագործվող ավանդական մեթոդների հետ: Նրանց արդյունքները ցույց են տվել, որ PHU-ների ներսում հիդրօքսիլային խմբերը հեշտությամբ առաջացնում են ջրածնային կապեր փափուկ/կարծր հատվածներում գտնվող ազոտի/թթվածնի ատոմների հետ. փափուկ հատվածների միջև տատանումները նույնպես ազդում են ջրածնային կապերի վարքագծի, ինչպես նաև միկրոֆազային բաժանման աստիճանների վրա, որոնք հետագայում ազդում են ընդհանուր աշխատանքային բնութագրերի վրա:

Սովորաբար 100°C-ից ցածր ջերմաստիճաններում այս եղանակը չի առաջացնում ենթամթերքներ ռեակցիայի ընթացքում, ինչը այն դարձնում է խոնավության նկատմամբ համեմատաբար անզգայուն, միաժամանակ ստանալով կայուն արտադրանք՝ առանց ցնդողականության հետ կապված խնդիրների, սակայն անհրաժեշտ է օգտագործել ուժեղ բևեռականությամբ բնութագրվող օրգանական լուծիչներ, ինչպիսիք են դիմեթիլսուլֆօքսիդը (DMSO), N,N-դիմեթիլֆորմամիդը (DMF) և այլն: Բացի այդ, մեկ օրից մինչև հինգ օր տևողությամբ ռեակցիայի երկարացված ժամանակը հաճախ հանգեցնում է ավելի ցածր մոլեկուլային քաշի, որը հաճախ չի հասնում մոտ 30 հազար գ/մոլ շեմին, ինչը մեծածավալ արտադրությունը դարձնում է մարտահրավեր՝ հիմնականում պայմանավորված դրանց հետ կապված բարձր ծախսերով և արդյունքում ստացված PHU-ների ցուցաբերած անբավարար ամրությամբ, չնայած խոստումնալից կիրառություններին, որոնք ընդգրկում են մարող նյութերի տիրույթներ, ձևի հիշողության կոնստրուկցիաներ, սոսնձի բանաձևեր, ծածկույթների լուծույթներ, փրփուրներ և այլն:

1.2 Մոնոցիկլիկ կարբոնատային ուղի

Մոնոցիկլիկ կարբոնատը անմիջապես փոխազդում է դիամինի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիլային ծայրային խմբեր ունեցող դիկարբամատ, որը այնուհետև ենթարկվում է մասնագիտացված տրանսէսթերացման/պոլիկոնդենսացման փոխազդեցությունների՝ դիոլների հետ միասին, վերջնական արդյունքում առաջացնելով NIPU, որը կառուցվածքային առումով նման է ավանդական համարժեքներին, որոնք տեսողականորեն պատկերված են նկար 2-ում։

Հաճախ օգտագործվող մոնոցիկլիկ տարբերակները ներառում են էթիլենային և պրոպիլենային գազավորված սուբստրատներ, որտեղ Չժաո Ցզինբոյի թիմը Պեկինի քիմիական տեխնոլոգիաների համալսարանում կիրառել է տարբեր դիամիններ՝ դրանք ռեակցիայի մեջ դնելով նշված ցիկլիկ միավորների հետ՝ սկզբում ստանալով տարբեր կառուցվածքային դիկարբամատային միջանկյալներ, նախքան խտացման փուլերին անցնելը՝ օգտագործելով պոլիտետրահիդրոֆուրանեդիոլ/պոլիէթեր-դիոլներ, որոնք հաջողությամբ ավարտվեցին համապատասխան արտադրական գծերի ձևավորմամբ, որոնք ցուցաբերում են տպավորիչ ջերմային/մեխանիկական հատկություններ, որոնք հասնում են մոտ 125~161°C ձգման ամրության սահմաններում տատանվող հալման կետերի սահմաններում՝ հասնելով մոտ 24 ՄՊա երկարացման արագության մոտ 1476%-ի: Վանը և այլք նմանատիպ կերպով օգտագործել են DMC պարունակող համակցություններ, որոնք զուգորդվել են համապատասխանաբար հեքսամեթիլենդիամին/ցիկլոկարբոնատային նախորդների հետ՝ սինթեզելով հիդրօքսի-տերմացված ածանցյալներ, այնուհետև ենթարկվել են կենսահիմնային դիբազային թթուների, ինչպիսիք են թրթնջուկային/սեբացին/թթուները, ադիպինաթթու-տերեֆտալիկները, հասնելով վերջնական արդյունքների՝ ցույց տալով 13k~28k գ/մոլ ձգման ամրության սահմաններում՝ տատանվելով 9~17 ՄՊա երկարացումներով, որոնք տատանվում են 35%~235%-ի սահմաններում:

Ցիկլոկարբոնային էսթերները արդյունավետորեն ներգործում են առանց կատալիզատորների անհրաժեշտության՝ տիպիկ պայմաններում պահպանելով մոտավորապես 80°-ից մինչև 120°C ջերմաստիճանային միջակայքը, հետագա տրանսէսթերացումները սովորաբար օգտագործում են օրգանոտինային կատալիտիկ համակարգեր, որոնք ապահովում են օպտիմալ մշակում, որը չի գերազանցում 200°-ը: Դիոլային մուտքերին ուղղված պարզ խտացման ջանքերից զատ, ինքնապոլիմերացման/դեգլիկոլիզի երևույթները նպաստում են ցանկալի արդյունքների ստեղծմանը, մեթոդաբանությունը դարձնում է էկոլոգիապես մաքուր՝ հիմնականում տալով մեթանոլ/փոքր մոլեկուլային դիոլային մնացորդներ, այդպիսով ներկայացնելով կենսունակ արդյունաբերական այլընտրանքներ առաջ շարժվելու համար:

1.3 Դիմեթիլ կարբոնատի ուղի

DMC-ն ներկայացնում է էկոլոգիապես մաքուր/ոչ թունավոր այլընտրանք՝ ներառելով բազմաթիվ ակտիվ ֆունկցիոնալ մասնիկներ, ներառյալ մեթիլ/մեթօքսի/կարբոնիլային կոնֆիգուրացիաները, որոնք զգալիորեն բարելավում են ռեակտիվության պրոֆիլները՝ հնարավորություն տալով սկզբնական փոխազդեցությունների, որոնց միջոցով DMC-ն անմիջապես փոխազդում է դիամինների հետ՝ առաջացնելով ավելի փոքր մեթիլ-կարբամատով ավարտվող միջանկյալներ, որոնք հաջորդում են հալման-խտացման գործողություններին, որոնք ներառում են լրացուցիչ փոքր շղթայի երկարացնող դիոլային միացություններ/մեծ պոլիոլային բաղադրիչներ, որոնք հանգեցնում են պահանջարկ ունեցող պոլիմերային կառուցվածքների ի վերջո ի հայտ գալուն, որոնք համապատասխանաբար պատկերված են Նկար 3-ում։

Դիպան և այլք օգտագործել են վերոնշյալ դինամիկան՝ օգտագործելով նատրիումի մեթօքսիդի կատալիզը, որը կազմակերպում է տարբեր միջանկյալ կազմավորումներ, որոնք հետագայում ներգրավում են թիրախային ընդլայնումներ՝ հասնելով շարքային համարժեք կոշտ հատվածի կազմությունների, որոնք հասնում են (3 ~20)x10^3 գ/մոլ ապակե անցման ջերմաստիճաններին մոտ մոլեկուլային քաշերի՝ (-30 ~120°C) ընդգրկույթում: Պան Դոնգդոնգն ընտրել է DMC հեքսամեթիլեն-դիամինոպոլիկարբոնատ-պոլիսպիրտներից բաղկացած ռազմավարական զույգեր, որոնք ցույց են տվել ուշագրավ արդյունքներ՝ ցույց տալով 10-15 ՄՊա տատանվող ձգման ամրության չափանիշներ, որոնք մոտենում են 1000%-1400%-ին: Շղթաների երկարացման տարբեր ազդեցությունների շուրջ հետազոտական աշխատանքները բացահայտեցին նախասիրություններ, որոնք բարենպաստ կերպով համընկնում էին բութանդիոլի/հեքսանդիոլի ընտրությունների հետ, երբ ատոմային թվերի հավասարությունը պահպանվում էր՝ խթանելով շղթաներում դիտարկվող կարգավորված բյուրեղայնության բարելավումները: Սարազինի խումբը պատրաստեց կոմպոզիտներ, որոնք ինտեգրում էին լիգնին/DMC-ն հեքսահիդրօքսիամինի հետ՝ ցուցաբերելով բավարար մեխանիկական հատկություններ 230℃ ջերմաստիճանում հետմշակման ընթացքում: Դիազոմոնոմերների ներգրավվածությունը օգտագործող ոչ իզոցիանտ-պոլիուրեաներ ստանալուն ուղղված լրացուցիչ ուսումնասիրությունները կանխատեսեցին ներկերի պոտենցիալ կիրառություններ, որոնք ի հայտ եկան համեմատական առավելություններ վինիլ-ածխածնային համարժեքների նկատմամբ՝ ընդգծելով մատչելի ծախսարդյունավետությունը/ավելի լայն մատակարարման ուղիները: Մեծածախ սինթեզված մեթոդաբանությունների վերաբերյալ պատշաճ ուսումնասիրությունը սովորաբար պահանջում է բարձր ջերմաստիճանի/վակուումային միջավայրեր, որոնք բացառում են լուծիչների պահանջները՝ այդպիսով նվազագույնի հասցնելով թափոնների հոսքերը, որոնք հիմնականում սահմանափակվում են միայն մեթանոլ/փոքր մոլեկուլ-դիոլային արտահոսքերով՝ ստեղծելով ավելի էկոլոգիապես մաքուր սինթեզների մոդելներ ընդհանուր առմամբ:

2 տարբեր ոչ իզոցիանատ պոլիուրեթանային փափուկ հատվածներ

2.1 Պոլիեթերային պոլիուրեթան

Պոլիեթերային պոլիուրեթանը (ՊՊՊ) լայնորեն կիրառվում է փափուկ հատվածային կրկնվող միավորներում եթերային կապերի ցածր կպչունության էներգիայի, հեշտ պտտման, ցածր ջերմաստիճանների գերազանց ճկունության և հիդրոլիզի դիմադրության շնորհիվ։

Կեբիրը և այլք սինթեզել են պոլիեթերային պոլիուրեթան՝ օգտագործելով DMC-ն, պոլիէթիլենգլիկոլը և բութանդիոլը որպես հումք, սակայն մոլեկուլային քաշը ցածր էր (7 500 ~ 14 800 գ/մոլ), Tg-ն՝ 0℃-ից ցածր, հալման կետը նույնպես ցածր էր (38 ~ 48℃), իսկ ամրությունը և այլ ցուցանիշները դժվար էր բավարարել օգտագործման կարիքները: Չժաո Ցզինբոյի հետազոտական խումբը օգտագործել է էթիլեն կարբոնատ, 1,6-հեքսանդիամին և պոլիէթիլենգլիկոլ՝ PEU-ն սինթեզելու համար, որն ունի 31 000 գ/մոլ մոլեկուլային քաշ, 5 ~ 24 ՄՊա ձգման ամրություն և 0.9% ~ 1 388% կտրման երկարացում: Սինթեզված արոմատիկ պոլիուրեթանների շարքի մոլեկուլային քաշը 17 300 ~ 21 000 գ/մոլ է, Tg-ն՝ -19 ~ 10℃, հալման ջերմաստիճանը՝ 102 ~ 110℃, ձգման ամրությունը՝ 12 ~ 38 ՄՊա, իսկ առաձգականության վերականգնման արագությունը՝ 200% հաստատուն երկարացման դեպքում՝ 69% ~ 89%։

Չժենգ Լյուչունի և Լի Չունչենի հետազոտական խումբը պատրաստել է 1,6-հեքսամեթիլենդիամին (BHC) միջանկյալ միացությունը՝ օգտագործելով դիմեթիլ կարբոնատ և 1,6-հեքսամեթիլենդիամին, և պոլիկոնդենսացիայի միջոցով՝ տարբեր փոքր մոլեկուլներով՝ ուղիղ շղթայով դիոլներով և պոլիտետրահիդրոֆուրանեդիոլներով (Mn=2000): Պատրաստվել են պոլիեթերային պոլիուրեթանների (NIPEU) շարք՝ ոչ իզոցիանատային եղանակով, և լուծվել է միջանկյալների խաչաձև կապի խնդիրը ռեակցիայի ընթացքում: Համեմատվել են NIPEU-ի կողմից պատրաստված ավանդական պոլիեթերային պոլիուրեթանի (HDIPU) և 1,6-հեքսամեթիլեն դիիզոցիանատի կառուցվածքը և հատկությունները, ինչպես ցույց է տրված աղյուսակ 1-ում:

Նմուշ	Կոշտ հատվածի զանգվածային մասնաբաժին/%	Մոլեկուլային քաշը/(գ)·մոլ^(-1))	Մոլեկուլային քաշի բաշխման ինդեքս	Ձգման ամրություն/ՄՊա	Երկարացում կոտրման պահին/%
NIPEU30	30	74000	1.9	12.5	1250
NIPEU40	40	66000	2.2	8.0	550
HDIPU30	30	46000	1.9	31.3	1440թ.
HDIPU40	40	54000	2.0	25.8	1360թ.

Աղյուսակ 1

Աղյուսակ 1-ում ներկայացված արդյունքները ցույց են տալիս, որ NIPEU-ի և HDIPU-ի միջև կառուցվածքային տարբերությունները հիմնականում պայմանավորված են կարծր հատվածով։ NIPEU-ի կողմնակի ռեակցիայի արդյունքում առաջացած միզանյութային խումբը պատահականորեն ներդրվում է կարծր հատվածի մոլեկուլային շղթայում՝ խզելով կարծր հատվածը՝ առաջացնելով կարգավորված ջրածնային կապեր, ինչը հանգեցնում է կարծր հատվածի մոլեկուլային շղթաների միջև թույլ ջրածնային կապերի և կարծր հատվածի ցածր բյուրեղացման, ինչը հանգեցնում է NIPEU-ի ցածր փուլային բաժանման։ Արդյունքում, դրա մեխանիկական հատկությունները շատ ավելի վատ են, քան HDIPU-ինը։

2.2 Պոլիեսթեր պոլիուրեթան

Պոլիեսթեր պոլիուրեթանը (PETU)՝ պոլիեսթեր դիոլներով որպես փափուկ հատվածներ, ունի լավ կենսաքայքայման ունակություն, կենսահամատեղելիություն և մեխանիկական հատկություններ, և կարող է օգտագործվել հյուսվածքային ինժեներական կառուցվածքներ պատրաստելու համար, որը կենսաբժշկական նյութ է՝ մեծ կիրառման հեռանկարներով: Փափուկ հատվածներում սովորաբար օգտագործվող պոլիեսթեր դիոլներն են պոլիբուտիլեն ադիպատ դիոլը, պոլիգլիկոլ ադիպատ դիոլը և պոլիկապրոլակտոն դիոլը:

Ավելի վաղ Ռոկիցկին և այլք էթիլեն կարբոնատը ռեակցիայի մեջ են մտցրել դիամինի և տարբեր դիոլների (1,6-հեքսանդիոլ, 1,10-n-դոդեկանոլ) հետ՝ տարբեր NIPU ստանալու համար, սակայն սինթեզված NIPU-ն ուներ ավելի ցածր մոլեկուլային քաշ և ավելի ցածր Tg: Ֆարհադյանը և այլք պատրաստել են պոլիցիկլիկ կարբոնատ՝ որպես հումք օգտագործելով արևածաղկի սերմերի յուղը, այնուհետև խառնել են կենսահիմքով պոլիամինների հետ, պատել ափսեի վրա և 24 ժամ չորացնել 90℃ ջերմաստիճանում՝ ստանալով ջերմակայուն պոլիեսթեր պոլիուրեթանային թաղանթ, որը ցույց է տվել լավ ջերմային կայունություն: Հարավային Չինաստանի տեխնոլոգիական համալսարանի Չժան Լիկունի հետազոտական խումբը սինթեզել է դիամինների և ցիկլիկ կարբոնատների մի շարք, այնուհետև խտացրել է կենսահիմքով դիբազաթթվով՝ ստանալով կենսահիմքով պոլիեսթեր պոլիուրեթան: Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի Նինգբոյի նյութական հետազոտությունների ինստիտուտի Չժու Ջինի հետազոտական խումբը պատրաստել է դիամինոդիոլի կոշտ հատված՝ օգտագործելով հեքսադիամին և վինիլ կարբոնատ, ապա պոլիկոնդենսացիայի է ենթարկվել կենսահիմքով չհագեցած դիբազաթթվով՝ ստանալու համար պոլիեսթեր պոլիուրեթան, որը կարող է օգտագործվել որպես ներկ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տակ չորացնելուց հետո [23]: Չժեն Լյուչունի և Լի Չունչենի հետազոտական խումբը օգտագործել է ադիպինաթթու և չորս ալիֆատիկ դիոլներ (բութանդիոլ, հեքսադիոլ, օկտանդիոլ և դեկանդիոլ)՝ տարբեր ածխածնի ատոմային թվերով, համապատասխան պոլիեսթեր դիոլներ ստանալու համար՝ որպես փափուկ հատվածներ։ Ալիֆատիկ դիոլների ածխածնի ատոմների քանակի անունով անվանակոչված ոչ իզոցիանատ պոլիեսթեր պոլիուրեթանի (PETU) խումբը ստացվել է պոլիկոնդենսացիան հալեցնելով BHC-ի և դիոլների միջոցով պատրաստված հիդրօքսի-կնքված կոշտ հատվածի նախապոլիմերի հետ։ PETU-ի մեխանիկական հատկությունները ներկայացված են աղյուսակ 2-ում։

Նմուշ	Ձգման ամրություն/ՄՊա	Առաձգականության մոդուլ/ՄՊա	Երկարացում կոտրման պահին/%
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

Աղյուսակ 2

Արդյունքները ցույց են տալիս, որ PETU4-ի փափուկ հատվածն ունի ամենաբարձր կարբոնիլային խտությունը, ամենաուժեղ ջրածնային կապը կարծր հատվածի հետ և ամենացածր փուլային բաժանման աստիճանը։ Թե՛ փափուկ, թե՛ կարծր հատվածների բյուրեղացումը սահմանափակ է, ցույց է տալիս ցածր հալման կետ և ձգման ամրություն, բայց ամենաբարձր երկարացումը կտրման պահին։

2.3 Պոլիկարբոնատային պոլիուրեթան

Պոլիկարբոնատային պոլիուրեթանը (ՊՊՊ), մասնավորապես ալիֆատիկ ՊՊՊ-ն, ունի հիդրոլիզի և օքսիդացման նկատմամբ գերազանց դիմադրություն, լավ կենսաբանական կայունություն և կենսահամատեղելիություն, և ունի լավ կիրառման հեռանկարներ կենսաբժշկության ոլորտում: Ներկայումս պատրաստված ՆՊՊ-ների մեծ մասում որպես փափուկ հատվածներ օգտագործվում են պոլիեթերային պոլիոլներ և պոլիեսթերային պոլիոլներ, և պոլիկարբոնատային պոլիուրեթանի վերաբերյալ քիչ հետազոտական զեկույցներ կան:

Հարավային Չինաստանի տեխնոլոգիական համալսարանի Տիան Հենգշուի հետազոտական խմբի կողմից պատրաստված ոչ իզոցիանատ պոլիկարբոնատային պոլիուրեթանը ունի ավելի քան 50 000 գ/մոլ մոլեկուլային քաշ։ Ուսումնասիրվել է ռեակցիայի պայմանների ազդեցությունը պոլիմերի մոլեկուլային քաշի վրա, սակայն դրա մեխանիկական հատկությունները չեն հրապարակվել։ Չժեն Լյուչունի և Լի Չունչենի հետազոտական խումբը պատրաստել է PCU՝ օգտագործելով DMC, հեքսանդիամին, հեքսադիոլ և պոլիկարբոնատ դիոլներ, և անվանել է PCU-ն՝ հիմնվելով կոշտ հատվածի կրկնվող միավորի զանգվածային մասի վրա։ Մեխանիկական հատկությունները ներկայացված են աղյուսակ 3-ում։

Նմուշ	Ձգման ամրություն/ՄՊա	Առաձգականության մոդուլ/ՄՊա	Երկարացում կոտրման պահին/%
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

Աղյուսակ 3

Արդյունքները ցույց են տալիս, որ PCU-ն ունի բարձր մոլեկուլային քաշ՝ մինչև 6×104 ~ 9×104 գ/մոլ, հալման կետ՝ մինչև 137 ℃ և ձգման ամրություն՝ մինչև 29 ՄՊա: Այս տեսակի PCU-ն կարող է օգտագործվել կամ որպես կոշտ պլաստիկ, կամ որպես առաձգական նյութ, որը լավ կիրառման հեռանկար ունի կենսաբժշկական ոլորտում (օրինակ՝ մարդու հյուսվածքների ճարտարագիտական կառուցվածքներում կամ սրտանոթային իմպլանտների նյութերում):

2.4 Հիբրիդային ոչ իզոցիանատային պոլիուրեթան

Հիբրիդային ոչ իզոցիանատ պոլիուրեթանը (հիբրիդային NIPU) էպօքսիդային խեժի, ակրիլատի, սիլիցայի կամ սիլօքսանային խմբերի ներմուծումն է պոլիուրեթանային մոլեկուլային կառուցվածքի մեջ՝ միջթափանցող ցանց ձևավորելու, պոլիուրեթանի աշխատանքը բարելավելու կամ պոլիուրեթանին տարբեր գործառույթներ տալու համար։

Ֆենգ Յուելանը և իր գործընկերները կենսահիմքով էպօքսիդային սոյայի յուղը փոխազդեցրել են CO2-ի հետ՝ պենտամոնային ցիկլիկ կարբոնատ (CSBO) սինթեզելու համար, և ավելի կոշտ շղթայական հատվածներով ներմուծել են բիսֆենոլ A դիգլիցիդիլ եթեր (էպօքսիդային խեժ E51)՝ ամինով կարծրացված CSBO-ի կողմից ձևավորված NIPU-ն ավելի լավացնելու համար: Մոլեկուլային շղթան պարունակում է օլեինաթթվի/լինոլեինաթթվի երկար ճկուն շղթայական հատված: Այն նաև պարունակում է ավելի կոշտ շղթայական հատվածներ, այնպես որ այն ունի բարձր մեխանիկական ամրություն և բարձր կարծրություն: Որոշ հետազոտողներ նաև սինթեզել են ֆուրանային ծայրային խմբերով NIPU նախապոլիմերների երեք տեսակ՝ դիէթիլենգլիկոլ բիցիկլիկ կարբոնատի և դիամինի արագության բացման ռեակցիայի միջոցով, ապա փոխազդել են չհագեցած պոլիեսթերի հետ՝ ստանալով ինքնաբուժվող ֆունկցիայով փափուկ պոլիուրեթան, և հաջողությամբ իրականացրել են փափուկ NIPU-ի բարձր ինքնաբուժման արդյունավետությունը: Հիբրիդային NIPU-ն ոչ միայն ունի ընդհանուր NIPU-ի բնութագրերը, այլև կարող է ունենալ ավելի լավ կպչունություն, թթվային և ալկալային կոռոզիոն դիմադրություն, լուծիչների դիմադրություն և մեխանիկական ամրություն:

3 Հեռանկար

NIPU-ն պատրաստվում է առանց թունավոր իզոցիանատի օգտագործման և ներկայումս ուսումնասիրվում է փրփուրի, ծածկույթի, սոսնձի, առաձգական և այլ արտադրանքի տեսքով և ունի կիրառման լայն հեռանկարներ։ Սակայն դրանց մեծ մասը դեռևս սահմանափակվում է լաբորատոր հետազոտություններով, և լայնածավալ արտադրություն չկա։ Բացի այդ, մարդկանց կենսամակարդակի բարելավման և պահանջարկի շարունակական աճի հետ մեկտեղ, մեկ կամ մի քանի գործառույթ ունեցող NIPU-ն դարձել է կարևոր հետազոտական ուղղություն, ինչպիսիք են հակաբակտերիալ, ինքնավերականգնվող, ձևի հիշողությամբ, կրակակայուն, բարձր ջերմակայունությունը և այլն։ Հետևաբար, ապագա հետազոտությունները պետք է հասկանան, թե ինչպես հաղթահարել արդյունաբերականացման հիմնական խնդիրները և շարունակել ուսումնասիրել ֆունկցիոնալ NIPU-ի պատրաստման ուղղությունները։

Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոսի 29-2024