التقدم البحثي في مجال البولي يوريثان غير الإيزوسياناتي
منذ ظهورها عام 1937، وجدت مواد البولي يوريثان (PU) تطبيقات واسعة النطاق في قطاعات متنوعة، تشمل النقل، والبناء، والبتروكيماويات، والمنسوجات، والهندسة الميكانيكية والكهربائية، والفضاء، والرعاية الصحية، والزراعة. تُستخدم هذه المواد بأشكال مختلفة، مثل البلاستيك الرغوي، والألياف، والمطاط الصناعي، ومواد العزل المائي، والجلود الصناعية، والطلاءات، والمواد اللاصقة، ومواد الرصف، والمستلزمات الطبية. يُصنع البولي يوريثان التقليدي بشكل أساسي من اثنين أو أكثر من الإيزوسيانات، بالإضافة إلى البوليولات الجزيئية الكبيرة وموسعات السلاسل الجزيئية الصغيرة. مع ذلك، تُشكل السمية الكامنة للإيزوسيانات مخاطر كبيرة على صحة الإنسان والبيئة؛ علاوة على ذلك، فهي تُشتق عادةً من الفوسجين - وهو مادة أولية شديدة السمية - ومواد الأمين الخام المقابلة.
في ضوء سعي صناعة الكيماويات المعاصرة نحو ممارسات التنمية الخضراء والمستدامة، يركز الباحثون بشكل متزايد على استبدال الإيزوسيانات بموارد صديقة للبيئة، مع استكشاف طرق تصنيع جديدة للبولي يوريثانات الخالية من الإيزوسيانات (NIPU). تستعرض هذه الورقة البحثية طرق تحضير البولي يوريثانات الخالية من الإيزوسيانات، وتستعرض التطورات في أنواعها المختلفة، وتناقش آفاقها المستقبلية، لتكون مرجعًا للبحوث المستقبلية.
1- تخليق البولي يوريثانات غير الإيزوسياناتية
أُجري أول تخليق لمركبات الكربامات ذات الوزن الجزيئي المنخفض باستخدام الكربونات أحادية الحلقة مع ثنائيات الأمين الأليفاتية في الخارج خلال خمسينيات القرن الماضي، مما شكّل نقطة تحول محورية نحو تخليق البولي يوريثان غير الإيزوسياناتي. توجد حاليًا طريقتان أساسيتان لإنتاج البولي يوريثان غير الإيزوسياناتي: الأولى تتضمن تفاعلات إضافة متدرجة بين الكربونات الحلقية الثنائية والأمينات الثنائية؛ أما الثانية فتتضمن تفاعلات تكثيف متعددة تشمل وسائط ثنائي اليوريثان إلى جانب ثنائيات الهيدروكسيل التي تُسهّل التبادلات البنيوية داخل الكربامات. ويمكن الحصول على وسائط ثنائي الكربوكسيلات إما عن طريق الكربونات الحلقية أو كربونات ثنائي الميثيل (DMC)؛ وتتفاعل جميع الطرق بشكل أساسي عبر مجموعات حمض الكربونيك لتُنتج وظائف الكربامات.
تتناول الأقسام التالية بالتفصيل ثلاثة مناهج متميزة لتصنيع البولي يوريثان دون استخدام الإيزوسيانات.
1.1 مسار الكربونات الحلقية الثنائية
يمكن تصنيع NIPU من خلال إضافات متدرجة تتضمن كربونات حلقية ثنائية مقترنة بأمين ثنائي كما هو موضح في الشكل 1.
بسبب وجود مجموعات هيدروكسيل متعددة ضمن الوحدات المتكررة على طول بنيتها الرئيسية، تُنتج هذه الطريقة عمومًا ما يُسمى بولي يوريثان متعدد بيتا هيدروكسيل (PHU). وقد طوّر ليتش وزملاؤه سلسلة من بولي يوريثان متعدد الإيثر باستخدام بولي إيثرات حلقية منتهية بالكربونات إلى جانب الأمينات الثنائية وجزيئات صغيرة مشتقة من الكربونات الحلقية الثنائية، وقارنوا هذه الطرق بالطرق التقليدية المستخدمة في تحضير بولي يوريثان متعدد الإيثر. وأشارت نتائجهم إلى أن مجموعات الهيدروكسيل داخل بولي يوريثان متعدد الإيثر تُشكّل بسهولة روابط هيدروجينية مع ذرات النيتروجين/الأكسجين الموجودة ضمن القطع اللينة/الصلبة؛ كما تؤثر الاختلافات بين القطع اللينة على سلوك الروابط الهيدروجينية، بالإضافة إلى درجات فصل الطور الدقيق، مما يؤثر بدوره على خصائص الأداء العامة.
عادةً ما تُجرى هذه العملية عند درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية، ولا تُنتج أي نواتج ثانوية أثناء التفاعل، مما يجعلها غير حساسة نسبيًا للرطوبة، وتُنتج منتجات مستقرة خالية من مشاكل التطاير. مع ذلك، تتطلب هذه العملية استخدام مذيبات عضوية ذات قطبية عالية، مثل ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) وثنائي ميثيل فورماميد (DMF)، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، فإن فترات التفاعل الطويلة، التي تتراوح بين يوم واحد وخمسة أيام، غالبًا ما تُنتج أوزانًا جزيئية منخفضة، تقل في كثير من الأحيان عن عتبات تقارب 30 كيلوجرام/مول، مما يجعل الإنتاج على نطاق واسع أمرًا صعبًا، ويعود ذلك بشكل كبير إلى التكاليف المرتفعة المرتبطة بها، بالإضافة إلى ضعف قوة البوليمرات الناتجة، على الرغم من تطبيقاتها الواعدة في مجالات مواد التخميد، وهياكل الذاكرة الشكلية، وتركيبات المواد اللاصقة، ومحاليل الطلاء، والرغوات، وغيرها.
1.2 مسار الكربونات أحادي الحلقة
يتفاعل الكربونات أحادي الحلقة مباشرة مع ثنائي الأمين مما ينتج عنه ثنائي الكربامات الذي يحتوي على مجموعات هيدروكسيل طرفية والذي يخضع بعد ذلك لتفاعلات تبادل الأسترة/التكثيف المتعدد المتخصصة جنبًا إلى جنب مع الديولات مما يؤدي في النهاية إلى توليد NIPU مشابه هيكليًا للنظائر التقليدية الموضحة بصريًا عبر الشكل 2.
تشمل المتغيرات أحادية الحلقة الشائعة الاستخدام ركائز الإيثيلين والبروبيلين الكربوناتية حيث قام فريق تشاو جينغبو في جامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية بتفاعل ثنائي الأمينات المتنوعة مع الكيانات الحلقية المذكورة، وحصل في البداية على وسائط ثنائية الكربامات الهيكلية المتنوعة قبل الانتقال إلى مراحل التكثيف باستخدام بولي تتراهيدروفورانديول/بولي إيثر ديول، مما أدى إلى تكوين ناجح لخطوط الإنتاج الخاصة بها والتي تُظهر خصائص حرارية/ميكانيكية رائعة تصل إلى نقاط انصهار أعلى تتراوح حول نطاق يمتد من 125 إلى 161 درجة مئوية تقريبًا، وقوة شد تصل إلى ذروتها بالقرب من 24 ميجا باسكال، ومعدلات استطالة تقارب 1476%. قام وانغ وآخرون، على نحو مماثل، باستخدام تركيبات تتألف من DMC مقترنة على التوالي مع سداسي ميثيلين ديامين/سلائف حلقية الكربونات لتصنيع مشتقات ذات نهايات هيدروكسيلية، ثم أخضعت لاحقًا لأحماض ثنائية القاعدة حيوية مثل حمض الأكساليك/حمض السيباسيك/أحماض الأديبيك-تيريفثاليك، محققة مخرجات نهائية تُظهر نطاقات تشمل 13 ألف ~ 28 ألف جم/مول، وقوى شد تتراوح بين 9 و17 ميجا باسكال، واستطالات تتراوح بين 35% و235%.
تتفاعل إسترات الكربون الحلقية بكفاءة عالية دون الحاجة إلى محفزات في الظروف العادية، مع الحفاظ على نطاق درجة حرارة يتراوح بين 80 و120 درجة مئوية تقريبًا. عادةً ما تستخدم عمليات التبادل الإستري اللاحقة أنظمة تحفيزية قائمة على مركبات القصدير العضوية لضمان معالجة مثالية لا تتجاوز 200 درجة مئوية. وبالإضافة إلى مجرد عمليات التكثيف التي تستهدف المدخلات ثنائية الهيدروكسيل، فإن ظاهرة البلمرة الذاتية/تحلل الغليكول التي تسهل الحصول على النتائج المرجوة تجعل هذه المنهجية صديقة للبيئة بطبيعتها، حيث تنتج في الغالب مخلفات الميثانول/جزيئات ثنائية الهيدروكسيل الصغيرة، مما يوفر بدائل صناعية قابلة للتطبيق في المستقبل.
1.3 مسار كربونات ثنائي الميثيل
يمثل DMC بديلاً سليماً بيئياً/غير سام يتميز بالعديد من الأجزاء الوظيفية النشطة بما في ذلك تكوينات الميثيل/الميثوكسي/الكربونيل التي تعزز بشكل كبير ملامح التفاعل مما يتيح التفاعلات الأولية حيث يتفاعل DMC مباشرة مع ثنائي الأمينات مكونًا وسائط أصغر تنتهي بمجموعة ميثيل كاربامات، تليها بعد ذلك عمليات تكثيف بالذوبان تتضمن مكونات إضافية من ثنائيولات امتداد السلسلة الصغيرة/بوليولات أكبر مما يؤدي في النهاية إلى ظهور هياكل البوليمر المطلوبة التي تم تصورها وفقًا لذلك عبر الشكل 3.
استغلت ديبا وزملاؤها الديناميكيات المذكورة آنفًا بتوظيف ميثوكسيد الصوديوم كعامل حفاز لتكوين وسائط متنوعة، ثم قاموا بتوسيعها بشكل مستهدف، مما أدى إلى الحصول على تركيبات متكافئة من القطع الصلبة ذات أوزان جزيئية تقارب (3 ~ 20) × 10^3 غ/مول، ودرجات حرارة انتقال زجاجي تتراوح بين (-30 ~ 120 درجة مئوية). واختار بان دونغدونغ تركيبات استراتيجية تتكون من سداسي ميثيلين ثنائي ميثيل الكربونات، وثنائي أمينو بولي كربونات، وبولي كحولات، محققًا نتائج ملحوظة تمثلت في مقاييس قوة الشد التي تتراوح بين 10 و15 ميجا باسكال، ونسب استطالة تقارب 1000% إلى 1400%. كشفت الدراسات الاستقصائية المتعلقة بتأثيرات إطالة السلسلة المختلفة عن تفضيلات إيجابية لاختيارات البيوتانيديول/الهكسانيديول عندما حافظت تكافؤات العدد الذري على تجانسها، مما عزز تحسينات التبلور المنتظمة التي لوحظت في جميع أنحاء السلاسل. قام فريق سارازين بتحضير مركبات تدمج اللجنين/DMC مع الهيكساهيدروكسي أمين، وأظهرت خصائص ميكانيكية مرضية بعد المعالجة عند 230 درجة مئوية. هدفت استكشافات إضافية إلى اشتقاق بولي يوريا غير إيزوسياناتية بالاستفادة من تفاعل الديازومونومر، وتوقعت تطبيقات طلاء محتملة، مما أدى إلى ظهور مزايا نسبية مقارنة بنظائرها الفينيلية الكربونية، مع تسليط الضوء على فعالية التكلفة وتعدد مصادر التوريد المتاحة. تتطلب العناية الواجبة فيما يتعلق بمنهجيات التخليق بكميات كبيرة عادةً بيئات ذات درجة حرارة مرتفعة/فراغ، مما يلغي الحاجة إلى المذيبات، وبالتالي تقليل تدفقات النفايات، والتي تقتصر في الغالب على الميثانول/النفايات ثنائية الجزيء الصغيرة، مما يرسخ نماذج تخليق أكثر استدامة بشكل عام.
قطعتان ناعمتان مختلفتان من البولي يوريثان غير الإيزوسياناتي
2.1 بولي إيثر بولي يوريثان
يستخدم البولي إيثر بولي يوريثان (PEU) على نطاق واسع بسبب انخفاض طاقة التماسك لروابط الإيثر في وحدات التكرار ذات القطع الناعمة، وسهولة الدوران، والمرونة الممتازة في درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة التحلل المائي.
قام كبير وزملاؤه بتصنيع بولي يوريثان متعدد الإيثر باستخدام ثنائي ميثيل كربونات، وبولي إيثيلين جليكول، وبيوتانيديول كمواد خام، إلا أن الوزن الجزيئي كان منخفضًا (7500 ~ 14800 جم/مول)، وكانت درجة حرارة التحول الزجاجي أقل من 0 درجة مئوية، وكذلك درجة الانصهار (38 ~ 48 درجة مئوية)، مما جعل من الصعب تلبية متطلبات الاستخدام من حيث القوة وغيرها من المؤشرات. في المقابل، استخدم فريق بحث تشاو جينغبو كربونات الإيثيلين، و1،6-هكسانيديامين، وبولي إيثيلين جليكول لتصنيع بولي يوريثان متعدد الإيثر، والذي يتميز بوزن جزيئي يبلغ 31000 جم/مول، وقوة شد تتراوح بين 5 و24 ميجا باسكال، واستطالة عند الكسر تتراوح بين 0.9% و1388%. يبلغ الوزن الجزيئي لسلسلة البولي يوريثان العطرية المصنعة 17300 ~ 21000 جم/مول، ودرجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) هي -19 ~ 10 درجة مئوية، ونقطة الانصهار هي 102 ~ 110 درجة مئوية، وقوة الشد هي 12 ~ 38 ميجا باسكال، ومعدل الاستعادة المرنة عند استطالة ثابتة بنسبة 200% هو 69% ~ 89%.
قام فريق بحثي بقيادة تشنغ ليوتشون ولي تشونتشنغ بتحضير المركب الوسيط 1،6-هيكساميثيلين ديامين (BHC) باستخدام ثنائي ميثيل كربونات و1،6-هيكساميثيلين ديامين، ثمّ كثّف البوليمر مع جزيئات صغيرة مختلفة من ثنائيولات السلسلة المستقيمة وبولي تتراهيدروفورانديولات (Mn=2000). وتمّ تحضير سلسلة من بولي إيثر بولي يوريثان (NIPEU) باستخدام طريقة خالية من الإيزوسيانات، وتمّ حلّ مشكلة التشابك في المركبات الوسيطة أثناء التفاعل. وقد تمت مقارنة بنية وخصائص بولي إيثر بولي يوريثان التقليدي (HDIPU) المُحضّر باستخدام NIPEU و1،6-هيكساميثيلين ثنائي إيزوسيانات، كما هو موضح في الجدول 1.
| عينة | نسبة كتلة القطعة الصلبة/٪ | الوزن الجزيئي/(جم)·مول^(-1)) | مؤشر توزيع الوزن الجزيئي | قوة الشد/ميجا باسكال | الاستطالة عند الكسر/٪ |
| NIPEU30 | 30 | 74000 | 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 |
الجدول 1
تُظهر النتائج في الجدول 1 أن الاختلافات البنيوية بين NIPEU وHDIPU تعود بشكل رئيسي إلى الجزء الصلب. تتوزع مجموعة اليوريا الناتجة عن التفاعل الجانبي لـ NIPEU عشوائيًا في السلسلة الجزيئية للجزء الصلب، مما يؤدي إلى كسر هذا الجزء وتكوين روابط هيدروجينية منتظمة، وبالتالي ضعف الروابط الهيدروجينية بين السلاسل الجزيئية للجزء الصلب وانخفاض بلوريته، مما ينتج عنه انخفاض في انفصال الطور في NIPEU. ونتيجة لذلك، تكون خواصه الميكانيكية أسوأ بكثير من خواص HDIPU.
2.2 بوليستر بولي يوريثان
يتميز بولي يوريثان البوليستر (PETU) الذي يحتوي على ثنائيات بوليستر كأجزاء مرنة بقابلية تحلل بيولوجي جيدة، وتوافق حيوي، وخصائص ميكانيكية ممتازة، ويمكن استخدامه في تحضير سقالات هندسة الأنسجة، مما يجعله مادة طبية حيوية ذات آفاق تطبيقية واسعة. ومن ثنائيات البوليستر الشائعة الاستخدام في الأجزاء المرنة: ثنائي بولي بيوتيلين أديبات، وثنائي بولي جليكول أديبات، وثنائي بولي كابرولاكتون.
في وقت سابق، قام روكيكي وزملاؤه بتفاعل كربونات الإيثيلين مع ثنائي الأمين وثنائيولات مختلفة (1،6-هكسانيديول، 1،10-ن-دوديكانول) للحصول على أنواع مختلفة من البولي يوريثان غير المتجانس (NIPU)، إلا أن البولي يوريثان المُصنّع كان ذا وزن جزيئي منخفض ودرجة حرارة انتقال زجاجي (Tg) منخفضة. وقام فرهاديان وزملاؤه بتحضير كربونات متعددة الحلقات باستخدام زيت بذور عباد الشمس كمادة خام، ثم خلطوها مع بولي أمينات حيوية، وطُليت على صفيحة، ثم جُففت عند 90 درجة مئوية لمدة 24 ساعة للحصول على غشاء بولي يوريثان بوليستر متصلب حراريًا، والذي أظهر استقرارًا حراريًا جيدًا. وقام فريق بحث تشانغ لي تشون من جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا بتصنيع سلسلة من ثنائي الأمينات والكربونات الحلقية، ثم كثفوها مع حمض ثنائي القاعدة حيوي للحصول على بولي يوريثان بوليستر حيوي. قام فريق بحث تشو جين في معهد نينغبو لأبحاث المواد التابع للأكاديمية الصينية للعلوم بتحضير مقطع صلب من ثنائي أمينوديول باستخدام هيكساديامين وكربونات الفينيل، ثم بلمرة تكثيفية مع حمض ثنائي القاعدة غير مشبع حيوي المنشأ للحصول على سلسلة من بولي يوريثان البوليستر، والتي يمكن استخدامها كطلاء بعد المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية [23]. واستخدم فريق بحث تشنغ ليوتشون ولي تشونتشنغ حمض الأديبيك وأربعة ثنائيات هيدروكسيل أليفاتية (بيوتانيديول، هيكساديول، أوكتانيديول، وديكانيديول) ذات أعداد ذرية مختلفة من الكربون لتحضير ثنائيات هيدروكسيل البوليستر المقابلة كمقاطع لينة. وتم الحصول على مجموعة من بولي يوريثان البوليستر غير الإيزوسياناتي (PETU)، الذي سُمي نسبةً إلى عدد ذرات الكربون في ثنائيات الهيدروكسيل الأليفاتية، عن طريق بلمرة التكثيف بالصهر مع البوليمر الأولي ذي المقطع الصلب المختوم بالهيدروكسيل والمحضر باستخدام BHC وثنائيات الهيدروكسيل. وتُبين الخصائص الميكانيكية لـ PETU في الجدول 2.
| عينة | قوة الشد/ميجا باسكال | معامل المرونة/ميجا باسكال | الاستطالة عند الكسر/٪ |
| 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 |
الجدول 2
تُظهر النتائج أن الجزء المرن من PETU4 يتميز بأعلى كثافة للكربونيل، وأقوى رابطة هيدروجينية مع الجزء الصلب، وأقل درجة لانفصال الطور. وتُعدّ عملية التبلور في كلٍّ من الجزأين المرن والصلب محدودة، مما يُظهر انخفاضًا في درجة الانصهار وقوة الشد، ولكن أعلى استطالة عند الكسر.
2.3 بولي كربونات بولي يوريثان
يتميز بولي يوريثان البولي كربونات (PCU)، وخاصةً بولي يوريثان البولي كربونات الأليفاتي، بمقاومة ممتازة للتحلل المائي والأكسدة، واستقرار بيولوجي وتوافق حيوي جيدين، وله آفاق تطبيقية واعدة في مجال الطب الحيوي. حاليًا، تستخدم معظم أنواع البولي يوريثان غير المتجانس (NIPU) المُحضّرة بوليولات البولي إيثر وبوليولات البوليستر كأجزاء مرنة، ولا توجد سوى تقارير بحثية قليلة حول بولي يوريثان البولي كربونات.
يتميز بولي يوريثان البولي كربونات غير الإيزوسياناتي، الذي حضّره فريق بحث تيان هنغشوي في جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا، بوزن جزيئي يزيد عن 50000 غ/مول. وقد دُرست تأثيرات ظروف التفاعل على الوزن الجزيئي للبوليمر، إلا أن خصائصه الميكانيكية لم تُنشر بعد. وقد حضّر فريق بحث تشنغ ليوتشون ولي تشونتشنغ بولي يوريثان البولي كربونات (PCU) باستخدام ثنائي ميثيل كربونات، وهكسانيديامين، وهيكساديول، وثنائي هيدروكسي بولي كربونات، وأطلقوا عليه اسم PCU نسبةً إلى الكسر الكتلي لوحدة التكرار الصلبة. وتُبيّن الخصائص الميكانيكية في الجدول 3.
| عينة | قوة الشد/ميجا باسكال | معامل المرونة/ميجا باسكال | الاستطالة عند الكسر/٪ |
| PCU18 | 17±1 | 36±8 | 665±24 |
| PCU33 | 19±1 | 107±9 | 656±33 |
| وحدة التحكم المركزية 46 | 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 |
الجدول 3
تُظهر النتائج أن مادة البولي يوريثان (PCU) تتميز بوزن جزيئي عالٍ، يصل إلى 6×10⁴ ~ 9×10⁴ غ/مول، ونقطة انصهار تصل إلى 137 درجة مئوية، وقوة شد تصل إلى 29 ميجا باسكال. يمكن استخدام هذا النوع من البولي يوريثان إما كبلاستيك صلب أو كمطاط مرن، مما يجعله واعدًا في مجال التطبيقات الطبية الحيوية (مثل هياكل هندسة الأنسجة البشرية أو مواد زراعة القلب والأوعية الدموية).
2.4 بولي يوريثان هجين غير إيزوسياناتي
البولي يوريثان الهجين غير الإيزوسياناتي (البولي يوريثان الهجين) هو إدخال راتنج الإيبوكسي أو الأكريلات أو السيليكا أو مجموعات السيلوكسان في الإطار الجزيئي للبولي يوريثان لتشكيل شبكة متداخلة، وتحسين أداء البولي يوريثان أو إعطاء البولي يوريثان وظائف مختلفة.
قام فنغ يويلان وزملاؤه بتفاعل زيت فول الصويا الإيبوكسي الحيوي مع ثاني أكسيد الكربون لتصنيع كربونات حلقية خماسية (CSBO)، وأدخلوا ثنائي غليسيديل إيثر ثنائي الفينول أ (راتنج الإيبوكسي E51) ذي أجزاء سلسلة أكثر صلابة لتحسين البولي يوريثان غير المتجانس (NIPU) المُشكّل من CSBO المُصلّب بالأمين. تحتوي السلسلة الجزيئية على جزء سلسلة طويل ومرن من حمض الأوليك/حمض اللينوليك. كما تحتوي على أجزاء سلسلة أكثر صلابة، مما يمنحها قوة ميكانيكية عالية ومتانة عالية. قام باحثون آخرون أيضًا بتصنيع ثلاثة أنواع من البوليمرات الأولية للبولي يوريثان غير المتجانس (NIPU) ذات مجموعات فيوران طرفية من خلال تفاعل فتح معدل كربونات ثنائي إيثيلين غليكول الحلقية مع ثنائي الأمين، ثم تفاعلوها مع بوليستر غير مشبع لتحضير بولي يوريثان لين ذي خاصية التئام ذاتي، ونجحوا في تحقيق كفاءة عالية في التئام ذاتي للبولي يوريثان غير المتجانس (NIPU) اللين. لا يمتلك NIPU الهجين خصائص NIPU العام فحسب، بل قد يتمتع أيضًا بالتصاق أفضل، ومقاومة للتآكل الحمضي والقلوي، ومقاومة للمذيبات، وقوة ميكانيكية أفضل.
3. التوقعات
يُحضّر البولي يوريثان غير المشبع (NIPU) دون استخدام الإيزوسيانات السامة، ويجري حاليًا دراسة استخدامه في صورة رغوة، وطلاء، ومادة لاصقة، ومطاط صناعي، وغيرها من المنتجات، ويتمتع بآفاق تطبيق واسعة. مع ذلك، لا تزال معظم هذه التطبيقات محصورة في الأبحاث المخبرية، ولا يوجد إنتاج واسع النطاق. إضافةً إلى ذلك، ومع تحسن مستويات المعيشة والنمو المستمر للطلب، أصبح البولي يوريثان غير المشبع (NIPU) ذو الوظيفة الواحدة أو الوظائف المتعددة اتجاهًا بحثيًا هامًا، مثل خصائصه المضادة للبكتيريا، وقدرته على الإصلاح الذاتي، وذاكرة الشكل، ومثبطات اللهب، ومقاومته العالية للحرارة، وغيرها. لذا، ينبغي أن تركز الأبحاث المستقبلية على إيجاد حلول للتحديات الرئيسية التي تعيق تصنيعه صناعيًا، ومواصلة استكشاف طرق تحضير البولي يوريثان غير المشبع (NIPU) الوظيفي.
تاريخ النشر: 29 أغسطس 2024