নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেন নিয়ে গবেষণার অগ্রগতি
১৯৩৭ সালে প্রবর্তনের পর থেকে, পলিউরেথেন (PU) উপকরণ পরিবহন, নির্মাণ, পেট্রোকেমিক্যাল, টেক্সটাইল, যান্ত্রিক ও বৈদ্যুতিক প্রকৌশল, মহাকাশ, স্বাস্থ্যসেবা এবং কৃষি সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এই উপকরণগুলি ফোম প্লাস্টিক, ফাইবার, ইলাস্টোমার, জলরোধী এজেন্ট, সিন্থেটিক চামড়া, আবরণ, আঠালো, পেভিং উপকরণ এবং চিকিৎসা সরবরাহের মতো আকারে ব্যবহৃত হয়। ঐতিহ্যবাহী PU মূলত দুই বা ততোধিক আইসোসায়ানেট, ম্যাক্রোমলিকুলার পলিওল এবং ছোট আণবিক চেইন এক্সটেন্ডার থেকে সংশ্লেষিত হয়। তবে, আইসোসায়ানেটের অন্তর্নিহিত বিষাক্ততা মানব স্বাস্থ্য এবং পরিবেশের জন্য উল্লেখযোগ্য ঝুঁকি তৈরি করে; তাছাড়া এগুলি সাধারণত ফসজিন - একটি অত্যন্ত বিষাক্ত পূর্বসূরী - এবং সংশ্লিষ্ট অ্যামাইন কাঁচামাল থেকে উদ্ভূত হয়।
সমসাময়িক রাসায়নিক শিল্পের সবুজ এবং টেকসই উন্নয়ন অনুশীলনের সাধনার আলোকে, গবেষকরা নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেন (NIPU) এর জন্য অভিনব সংশ্লেষণ রুটগুলি অন্বেষণ করার সময় পরিবেশ বান্ধব সম্পদ দিয়ে আইসোসায়ানেট প্রতিস্থাপনের উপর ক্রমবর্ধমানভাবে মনোনিবেশ করছেন। এই গবেষণাপত্রটি NIPU-এর প্রস্তুতির পথগুলি উপস্থাপন করে, বিভিন্ন ধরণের NIPU-এর অগ্রগতি পর্যালোচনা করে এবং আরও গবেষণার জন্য একটি রেফারেন্স প্রদানের জন্য তাদের ভবিষ্যত সম্ভাবনা নিয়ে আলোচনা করে।
১ নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেনের সংশ্লেষণ
১৯৫০-এর দশকে বিদেশে মনোসাইক্লিক কার্বনেট ব্যবহার করে কম আণবিক ওজনের কার্বামেট যৌগের প্রথম সংশ্লেষণ ঘটেছিল অ্যালিফ্যাটিক ডায়ামিনের সাথে মিলিত হয়ে - যা নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেন সংশ্লেষণের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ মুহূর্ত চিহ্নিত করে। বর্তমানে NIPU উৎপাদনের জন্য দুটি প্রাথমিক পদ্ধতি রয়েছে: প্রথমটিতে বাইনারি সাইক্লিক কার্বনেট এবং বাইনারি অ্যামাইনের মধ্যে ধাপে ধাপে সংযোজন বিক্রিয়া জড়িত; দ্বিতীয়টিতে পলিকন্ডেনসেশন বিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকে যার মধ্যে ডায়োলের পাশাপাশি ডাইউরেথেন ইন্টারমিডিয়েট থাকে যা কার্বামেটের মধ্যে কাঠামোগত বিনিময়কে সহজতর করে। ডায়ামারবক্সিলেট ইন্টারমিডিয়েটগুলি সাইক্লিক কার্বনেট বা ডাইমিথাইল কার্বনেট (DMC) রুটের মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে; মূলত সমস্ত পদ্ধতি কার্বনিক অ্যাসিড গ্রুপের মাধ্যমে প্রতিক্রিয়া দেখায় যা কার্বামেটের কার্যকারিতা প্রদান করে।
নিম্নলিখিত বিভাগগুলিতে আইসোসায়ানেট ব্যবহার না করে পলিউরেথেন সংশ্লেষণের তিনটি স্বতন্ত্র পদ্ধতির বিশদ বিবরণ দেওয়া হয়েছে।
১.১ বাইনারি সাইক্লিক কার্বনেট রুট
চিত্র ১-এ দেখানো হিসাবে, বাইনারি সাইক্লিক কার্বনেট এবং বাইনারি অ্যামিনের মধ্যে ধাপে ধাপে সংযোজনের মাধ্যমে NIPU সংশ্লেষিত করা যেতে পারে।
মূল শৃঙ্খল কাঠামো বরাবর পুনরাবৃত্তিকারী ইউনিটের মধ্যে একাধিক হাইড্রোক্সিল গ্রুপ উপস্থিত থাকার কারণে এই পদ্ধতিটি সাধারণত পলিβ-হাইড্রোক্সিল পলিউরেথেন (PHU) নামে পরিচিত একটি জিনিস তৈরি করে। লেইচ এবং অন্যান্যরা পলিথার PHU-এর একটি সিরিজ তৈরি করেছেন যেখানে সাইক্লিক কার্বনেট-টার্মিনেটেড পলিথার ব্যবহার করা হয়েছে, পাশাপাশি বাইনারি অ্যামাইন এবং বাইনারি সাইক্লিক কার্বনেট থেকে প্রাপ্ত ছোট অণুও ব্যবহার করা হয়েছে - পলিথার PU তৈরির জন্য ব্যবহৃত ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির সাথে তুলনা করে। তাদের অনুসন্ধানে দেখা গেছে যে PHU-এর মধ্যে হাইড্রোক্সিল গ্রুপগুলি সহজেই নরম/কঠিন অংশের মধ্যে অবস্থিত নাইট্রোজেন/অক্সিজেন পরমাণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে; নরম অংশগুলির মধ্যে পার্থক্য হাইড্রোজেন বন্ধন আচরণের পাশাপাশি মাইক্রোফেজ বিচ্ছেদ ডিগ্রিকেও প্রভাবিত করে যা পরবর্তীতে সামগ্রিক কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।
সাধারণত ১০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রার নিচে পরিচালিত এই রুটটি বিক্রিয়া প্রক্রিয়ার সময় কোনও উপজাত উৎপন্ন করে না, যা আর্দ্রতার প্রতি তুলনামূলকভাবে সংবেদনশীল করে তোলে এবং স্থিতিশীল পণ্য উৎপাদন করে, অস্থিরতার উদ্বেগ ছাড়াই, তবে জৈব দ্রাবকগুলির প্রয়োজন হয় যা শক্তিশালী মেরুতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যেমন ডাইমিথাইল সালফক্সাইড (DMSO), N,N-ডাইমিথাইলফর্মামাইড (DMF), ইত্যাদি। এছাড়াও, একদিন থেকে পাঁচ দিন পর্যন্ত যেকোনো জায়গায় বর্ধিত প্রতিক্রিয়া সময় প্রায়শই কম আণবিক ওজন উৎপন্ন করে, প্রায়শই 30kg/mol এর কাছাকাছি থ্রেশহোল্ডের নীচে কম পড়ে, রেন্ডারিং বৃহৎ আকারের উৎপাদনকে চ্যালেঞ্জিং করে, যার ফলে মূলত এর সাথে সম্পর্কিত উচ্চ খরচ এবং প্রতিশ্রুতিশীল অ্যাপ্লিকেশন সত্ত্বেও ফলস্বরূপ PHU দ্বারা প্রদর্শিত অপর্যাপ্ত শক্তি উভয়ই দায়ী। স্যাঁতসেঁতে উপাদান, ডোমেন, আকৃতি, মেমরি, গঠন, আঠালো ফর্মুলেশন, আবরণ, সমাধান, ফোম ইত্যাদি।
১.২ মনোসাইলিক কার্বনেট রুট
মনোসাইলিক কার্বনেট সরাসরি ডায়ামিনের সাথে বিক্রিয়া করে যার ফলে ডাইকারবামেট হাইড্রোক্সিল এন্ড-গ্রুপ ধারণ করে যা পরে ডায়োলের সাথে বিশেষায়িত ট্রান্সেস্টেরিফিকেশন/পলিকন্ডেন্সেশন মিথস্ক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় এবং শেষ পর্যন্ত চিত্র 2-এ দৃশ্যত দেখানো একটি NIPU গঠনগতভাবে ঐতিহ্যবাহী প্রতিরূপ তৈরি করে।
সাধারণত ব্যবহৃত মনোসাইলিক রূপগুলির মধ্যে রয়েছে ইথিলিন এবং প্রোপিলিন কার্বনেটেড সাবস্ট্রেট যেখানে বেইজিং ইউনিভার্সিটি অফ কেমিক্যাল টেকনোলজির ঝাও জিংবোর দল বিভিন্ন ডায়ামিন ব্যবহার করে চক্রাকার সত্তার বিরুদ্ধে প্রতিক্রিয়া দেখায়, প্রাথমিকভাবে বিভিন্ন কাঠামোগত ডাইকারবামেট মধ্যস্থতাকারী গ্রহণ করে এবং ঘনীভবন পর্যায়ে এগিয়ে যায়, পলিটেট্রাহাইড্রোফুরানেডিওল/পলিথার-ডায়োল ব্যবহার করে, যার ফলে সফলভাবে বিভিন্ন পণ্য তৈরি হয়, যা চিত্তাকর্ষক তাপীয়/যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, গলনাঙ্কের উপরে পৌঁছায়, প্রায় 125~161°C পর্যন্ত বিস্তৃত পরিসরের চারপাশে ঘোরাফেরা করে, প্রসার্য শক্তি 24MPa এর কাছাকাছি, প্রসারিত হার 1476% এর কাছাকাছি। ওয়াং এবং অন্যান্যরা, একইভাবে লিভারেজযুক্ত সংমিশ্রণগুলি যথাক্রমে হেক্সামেথিলিনেডিয়ামিন/সাইক্লোকার্বনেটেড পূর্বসূরীদের সাথে যুক্ত করে যা হাইড্রোক্সি-টার্মিনেটেড ডেরিভেটিভস সংশ্লেষণ করে পরে জৈব-ভিত্তিক ডাইব্যাসিক অ্যাসিড যেমন অক্সালিক/সেব্যাসিক/অ্যাসিড অ্যাডিপিক-অ্যাসিড-টেরেফথালিক্সকে প্রভাবিত করে এবং চূড়ান্ত আউটপুট অর্জন করে যা 13k~28kg/mol প্রসার্য শক্তির ওঠানামা করে 9~17 MPa প্রসারণকে 35%~235% পরিবর্তিত করে।
সাইক্লোকার্বনিক এস্টারগুলি সাধারণ পরিস্থিতিতে অনুঘটকের প্রয়োজন ছাড়াই কার্যকরভাবে কাজ করে, প্রায় 80° থেকে 120°C তাপমাত্রা বজায় রাখে, পরবর্তী ট্রান্সেস্টেরিফিকেশন সাধারণত অর্গানোটিন-ভিত্তিক অনুঘটক সিস্টেম ব্যবহার করে যা সর্বোত্তম প্রক্রিয়াকরণ নিশ্চিত করে যা 200° অতিক্রম না করে। কেবলমাত্র ঘনীভবন প্রচেষ্টার বাইরে, ডায়োলিক ইনপুটগুলিকে লক্ষ্য করে সক্ষম স্ব-পলিমারাইজেশন/ডিগ্লাইকোলাইসিস ঘটনাকে লক্ষ্য করে, যা কাঙ্ক্ষিত ফলাফল তৈরিতে সহায়তা করে, পদ্ধতিটি সহজাতভাবে পরিবেশবান্ধব করে তোলে যা মূলত মিথানল/ছোট-অণু-ডায়োলিক অবশিষ্টাংশ উৎপাদন করে এবং এভাবে কার্যকর শিল্প বিকল্পগুলি সামনে এগিয়ে নিয়ে যায়।
১.৩ ডাইমিথাইল কার্বনেট রুট
DMC একটি পরিবেশগতভাবে সুস্থ/অ-বিষাক্ত বিকল্প প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে মিথাইল/মিথোক্সি/কার্বোনিল কনফিগারেশন সহ অসংখ্য সক্রিয় কার্যকরী অংশ রয়েছে যা প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রোফাইলগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে প্রাথমিক ব্যস্ততাগুলিকে সক্ষম করে যেখানে DMC সরাসরি ডায়ামিনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে ছোট মিথাইল-কার্বামেট সমাপ্ত মধ্যস্থতাকারী তৈরি করে এবং তারপরে গলিত-ঘনীভূতকরণ ক্রিয়াগুলি অন্তর্ভুক্ত করে অতিরিক্ত ছোট-চেইন-এক্সটেন্ডার-ডায়োলিক/বৃহত্তর-পলিওল উপাদানগুলি চিত্র 3 এর মাধ্যমে দৃশ্যমানভাবে চাওয়া-পাওয়া পলিমার কাঠামোর উত্থানের দিকে পরিচালিত করে।
দীপা এবং অন্যান্যরা উপরে উল্লিখিত গতিবিদ্যার উপর ভিত্তি করে সোডিয়াম মেথোক্সাইড ক্যাটালাইসিস পরিচালনা করে বিভিন্ন মধ্যবর্তী গঠনগুলিকে একত্রিত করে, পরবর্তীতে লক্ষ্যবস্তু এক্সটেনশনগুলিকে জড়িত করে, যার ফলে সিরিজের সমতুল্য হার্ড-সেগমেন্ট রচনাগুলি আনুমানিক আণবিক ওজন অর্জন করে (3 ~ 20) x 10^ 3g/mol গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (-30 ~ 120°C) বিস্তৃত। প্যান ডংডং DMC হেক্সামেথিলিন-ডায়ামিনোপলিকার্বোনেট-পলিয়ালকোহল সমন্বিত কৌশলগত জোড়া নির্বাচন করেছেন যা উল্লেখযোগ্য ফলাফল অর্জন করে যা টেনসাইল-শক্তি মেট্রিক্স প্রকাশ করে যা 10-15MPa প্রসারণ অনুপাত 1000%-1400% এর কাছাকাছি। বিভিন্ন শৃঙ্খল-প্রসারণকারী প্রভাবের আশেপাশের অনুসন্ধানী অনুসন্ধানগুলি প্রকাশ করেছে যে, পারমাণবিক-সংখ্যার সমতা বজায় রাখার সময় বুটেনিডিওল/হেক্সানেডিওল নির্বাচনগুলিকে অনুকূলভাবে সারিবদ্ধ করার পছন্দগুলি শৃঙ্খল জুড়ে পর্যবেক্ষণ করা ক্রমযুক্ত স্ফটিকতা বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে। সারাজিনের দল 230℃ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়াকরণের পরে সন্তোষজনক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে হেক্সাহাইড্রোক্সিঅ্যামিনের সাথে লিগনিন/ডিএমসি সংহতকারী কম্পোজিট তৈরি করেছে। ডায়াজোমোনোমারের সম্পৃক্ততা ব্যবহার করে নন-আইসোসায়ান্ট-পলিউরিয়াস আহরণের লক্ষ্যে অতিরিক্ত অনুসন্ধানগুলি সম্ভাব্য রঙের প্রয়োগগুলিকে ভিনাইল-কার্বনেসিয়াস প্রতিরূপের তুলনায় তুলনামূলক সুবিধার উত্থানের প্রত্যাশা করেছিল, যা উপলব্ধ ব্যয়-কার্যকারিতা/বৃহত্তর সোর্সিং উপায়গুলিকে তুলে ধরে। বাল্ক-সংশ্লেষিত পদ্ধতিগুলির বিষয়ে যথাযথ পরিশ্রমের জন্য সাধারণত উচ্চ-তাপমাত্রা/ভ্যাকুয়াম পরিবেশের প্রয়োজন হয় যা দ্রাবকের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে অস্বীকার করে যার ফলে বর্জ্য প্রবাহকে মূলত সীমিত করে শুধুমাত্র মিথানল/ছোট-অণু-ডায়োলিক নির্গমন সামগ্রিকভাবে সবুজ সংশ্লেষণ দৃষ্টান্ত স্থাপন করে।
নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেনের 2টি ভিন্ন নরম অংশ
২.১ পলিথার পলিউরেথেন
পলিথার পলিউরেথেন (PEU) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ নরম অংশ পুনরাবৃত্তি ইউনিটে ইথার বন্ধনের কম সংযোজন শক্তি, সহজ ঘূর্ণন, চমৎকার নিম্ন তাপমাত্রার নমনীয়তা এবং হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
কেবির প্রমুখ। পলিথার পলিউরেথেনকে কাঁচামাল হিসেবে DMC, পলিথিলিন গ্লাইকল এবং বুটেনেডিওল দিয়ে সংশ্লেষিত করেছিলেন, কিন্তু আণবিক ওজন কম ছিল (7 500 ~ 14 800g/mol), Tg 0 ℃ এর কম ছিল এবং গলনাঙ্কও কম ছিল (38 ~ 48 ℃), এবং শক্তি এবং অন্যান্য সূচকগুলি ব্যবহারের চাহিদা পূরণ করা কঠিন ছিল। ঝাও জিংবোর গবেষণা দল PEU সংশ্লেষণের জন্য ইথিলিন কার্বনেট, 1, 6-হেক্সানেডিয়ামিন এবং পলিথিলিন গ্লাইকল ব্যবহার করেছিল, যার আণবিক ওজন 31 000g/mol, প্রসার্য শক্তি 5 ~ 24MPa এবং 0.9% ~ 1 388% বিরতিতে প্রসারিত। সংশ্লেষিত সিরিজের সুগন্ধযুক্ত পলিউরেথেনের আণবিক ওজন 17 300 ~ 21 000g/mol, Tg হল -19 ~ 10℃, গলনাঙ্ক হল 102 ~ 110℃, প্রসার্য শক্তি হল 12 ~ 38MPa, এবং 200% ধ্রুবক প্রসারণের স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধারের হার হল 69% ~ 89%।
ঝেং লিউচুন এবং লি চুনচেং-এর গবেষণা দল ডাইমিথাইল কার্বনেট এবং 1, 6-হেক্সামেথিলেনডায়ামিন সহ মধ্যবর্তী 1, 6-হেক্সামেথিলেনডায়ামিন (BHC) এবং বিভিন্ন ছোট অণু স্ট্রেইট চেইন ডায়োল এবং পলিটেট্রাহাইড্রোফুরানেডায়োল (Mn=2 000) দিয়ে পলিকন্ডেন্সেশন প্রস্তুত করেছে। নন-আইসোসায়ানেট রুট সহ পলিথার পলিউরেথেন (NIPEU) এর একটি সিরিজ প্রস্তুত করা হয়েছিল, এবং বিক্রিয়ার সময় মধ্যবর্তী পদার্থের ক্রসলিংকিং সমস্যা সমাধান করা হয়েছিল। NIPEU দ্বারা প্রস্তুত ঐতিহ্যবাহী পলিথার পলিউরেথেন (HDIPU) এবং 1, 6-হেক্সামেথিলিনডায়ামিনের গঠন এবং বৈশিষ্ট্য তুলনা করা হয়েছিল, যেমনটি সারণি 1-এ দেখানো হয়েছে।
| নমুনা | কঠিন অংশ ভর ভগ্নাংশ/% | আণবিক ওজন/(গ্রাম)·মোল^(-1)) | আণবিক ওজন বন্টন সূচক | প্রসার্য শক্তি/এমপিএ | বিরতিতে প্রসারণ/% |
| NIPEU30 সম্পর্কে | 30 | ৭৪০০০ | ১.৯ | ১২.৫ | ১২৫০ |
| NIPEU40 সম্পর্কে | 40 | ৬৬০০০ | ২.২ | ৮.০ | ৫৫০ |
| HDIPU30 সম্পর্কে | 30 | ৪৬০০০ | ১.৯ | ৩১.৩ | ১৪৪০ |
| HDIPU40 সম্পর্কে | 40 | ৫৪০০০ | ২.০ | ২৫.৮ | ১৩৬০ |
টেবিল ১
সারণি ১-এর ফলাফল দেখায় যে NIPEU এবং HDIPU-এর মধ্যে কাঠামোগত পার্থক্য মূলত কঠিন অংশের কারণে। NIPEU-এর পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া দ্বারা উৎপন্ন ইউরিয়া গ্রুপটি এলোমেলোভাবে কঠিন অংশের আণবিক শৃঙ্খলে এম্বেড করা হয়, কঠিন অংশটি ভেঙে সুশৃঙ্খল হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে, যার ফলে কঠিন অংশের আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে দুর্বল হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি হয় এবং কঠিন অংশের স্ফটিকতা কম থাকে, যার ফলে NIPEU-এর নিম্ন পর্যায়ের বিচ্ছেদ ঘটে। ফলস্বরূপ, এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি HDIPU-এর তুলনায় অনেক খারাপ।
২.২ পলিয়েস্টার পলিউরেথেন
পলিয়েস্টার পলিউরেথেন (PETU) যার নরম অংশ হিসেবে পলিয়েস্টার ডায়োল থাকে, এর জৈব-অপচয়, জৈব-সামঞ্জস্যতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ভালো, এবং এটি টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং স্ক্যাফোল্ড তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা একটি জৈব-চিকিৎসা উপাদান যার প্রয়োগের সম্ভাবনা অনেক বেশি। নরম অংশে সাধারণত ব্যবহৃত পলিয়েস্টার ডায়োল হল পলিবিউটিলিন অ্যাডিপেট ডায়োল, পলিগ্লাইকল অ্যাডিপেট ডায়োল এবং পলিক্যাপ্রোল্যাকটোন ডায়োল।
এর আগে, রোকিকি এবং অন্যান্যরা বিভিন্ন NIPU পেতে ইথিলিন কার্বনেটকে ডায়ামিন এবং বিভিন্ন ডায়োল (1, 6-হেক্সানেডিওল, 1, 10-n-ডোডেকানল) দিয়ে বিক্রিয়া করেছিলেন, কিন্তু সংশ্লেষিত NIPU-এর আণবিক ওজন কম ছিল এবং Tg কম ছিল। ফারহাদিয়ান এবং অন্যান্যরা সূর্যমুখী বীজের তেলকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে পলিসাইক্লিক কার্বনেট তৈরি করেছিলেন, তারপর জৈব-ভিত্তিক পলিমাইনের সাথে মিশ্রিত করেছিলেন, একটি প্লেটে প্রলেপ দিয়েছিলেন এবং থার্মোসেটিং পলিয়েস্টার পলিউরেথেন ফিল্ম তৈরির জন্য 90 ℃ তাপমাত্রায় 24 ঘন্টার জন্য নিরাময় করেছিলেন, যা ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা দেখিয়েছিল। সাউথ চায়না ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির ঝাং লিকুনের গবেষণা দল ডায়ামিন এবং সাইক্লিক কার্বনেটের একটি সিরিজ সংশ্লেষিত করেছিলেন, এবং তারপরে জৈব-ভিত্তিক ডাইবাসিক অ্যাসিড দিয়ে ঘনীভূত করেছিলেন জৈব-ভিত্তিক পলিয়েস্টার পলিউরেথেন পেতে। চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের নিংবো ইনস্টিটিউট অফ ম্যাটেরিয়ালস রিসার্চের ঝু জিনের গবেষণা দল হেক্সাডিয়ামিন এবং ভিনাইল কার্বনেট ব্যবহার করে ডায়ামিনোডিওল হার্ড সেগমেন্ট তৈরি করে এবং তারপর জৈব-ভিত্তিক অসম্পৃক্ত ডাইবাসিক অ্যাসিড দিয়ে পলিকনডেনসেশন করে পলিয়েস্টার পলিউরেথেনের একটি সিরিজ তৈরি করে, যা অতিবেগুনী নিরাময়ের পরে রঙ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে [23]। ঝেং লিউচুন এবং লি চুনচেংয়ের গবেষণা দল অ্যাডিপিক অ্যাসিড এবং চারটি অ্যালিফ্যাটিক ডায়োল (বুটানেডিওল, হেক্সাডিওল, অক্টানেডিওল এবং ডেকানেডিওল) ব্যবহার করে সংশ্লিষ্ট পলিয়েস্টার ডায়োলগুলিকে নরম সেগমেন্ট হিসাবে প্রস্তুত করে; অ্যালিফ্যাটিক ডায়োলের কার্বন পরমাণুর সংখ্যা অনুসারে নামকরণ করা নন-আইসোসায়ানেট পলিয়েস্টার পলিউরেথেন (PETU) এর একটি গ্রুপ, BHC এবং ডায়োল দ্বারা প্রস্তুত হাইড্রোক্সি-সিল করা হার্ড সেগমেন্ট প্রিপলিমার দিয়ে পলিকনডেনসেশন গলানোর মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল। PETU এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সারণি 2 এ দেখানো হয়েছে।
| নমুনা | প্রসার্য শক্তি/এমপিএ | ইলাস্টিক মডুলাস/এমপিএ | বিরতিতে প্রসারণ/% |
| PETU4 সম্পর্কে | ৬.৯±১.০ | 36±8 | ৬৭৩±35 |
| PETU6 সম্পর্কে | ১০.১±১.০ | 55±4 | ৫৬৮±32 |
| PETU8 সম্পর্কে | ৯.০±০.৮ | 47±4 | ৫৫১±25 |
| PETU10 সম্পর্কে | ৮.৮±০.১ | 52±5 | ১৩৭±23 |
টেবিল ২
ফলাফলগুলি দেখায় যে PETU4 এর নরম অংশের কার্বনিল ঘনত্ব সর্বাধিক, শক্ত অংশের সাথে সবচেয়ে শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন এবং সর্বনিম্ন ফেজ বিচ্ছেদ ডিগ্রি রয়েছে। নরম এবং শক্ত উভয় অংশের স্ফটিকীকরণ সীমিত, কম গলনাঙ্ক এবং প্রসার্য শক্তি দেখায়, তবে বিরতিতে সর্বোচ্চ প্রসারণ দেখায়।
২.৩ পলিকার্বোনেট পলিউরেথেন
পলিকার্বোনেট পলিউরেথেন (PCU), বিশেষ করে অ্যালিফ্যাটিক PCU, এর চমৎকার হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা, জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভালো জৈবিক স্থিতিশীলতা এবং জৈব-সামঞ্জস্যতা রয়েছে এবং জৈব-ঔষধের ক্ষেত্রে এর প্রয়োগের সম্ভাবনা ভালো। বর্তমানে, প্রস্তুতকৃত NIPU-এর বেশিরভাগই নরম অংশ হিসেবে পলিথার পলিওল এবং পলিয়েস্টার পলিওল ব্যবহার করে এবং পলিকার্বোনেট পলিউরেথেন সম্পর্কে খুব কম গবেষণা প্রতিবেদন রয়েছে।
সাউথ চায়না ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির তিয়ান হেংশুইয়ের গবেষণা দল দ্বারা প্রস্তুত নন-আইসোসায়ানেট পলিকার্বোনেট পলিউরেথেনের আণবিক ওজন ৫০,০০০ গ্রাম/মোলেরও বেশি। পলিমারের আণবিক ওজনের উপর বিক্রিয়ার অবস্থার প্রভাব অধ্যয়ন করা হয়েছে, কিন্তু এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি রিপোর্ট করা হয়নি। ঝেং লিউচুন এবং লি চুনচেংয়ের গবেষণা দল DMC, হেক্সানেডিয়ামিন, হেক্সাডিওল এবং পলিকার্বোনেট ডায়োল ব্যবহার করে PCU প্রস্তুত করেছে এবং হার্ড সেগমেন্ট রিপিটিং ইউনিটের ভর ভগ্নাংশ অনুসারে PCU নামকরণ করেছে। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সারণি ৩ এ দেখানো হয়েছে।
| নমুনা | প্রসার্য শক্তি/এমপিএ | ইলাস্টিক মডুলাস/এমপিএ | বিরতিতে প্রসারণ/% |
| PCU18 সম্পর্কে | 17±১ | 36±8 | ৬৬৫±24 |
| PCU33 সম্পর্কে | 19±১ | ১০৭±9 | ৬৫৬±33 |
| পিসিইউ৪৬ | 21±১ | ১৫০±16 | ৪০৭±23 |
| PCU57 সম্পর্কে | 22±2 | ২১০±17 | ২৬২±27 |
| PCU67 সম্পর্কে | 27±2 | ৪০০±13 | 63±5 |
| PCU82 সম্পর্কে | 29±১ | ৫১৮±34 | 26±5 |
টেবিল 3
ফলাফলগুলি দেখায় যে PCU-এর আণবিক ওজন উচ্চ, 6×104 ~ 9×104g/mol পর্যন্ত, গলনাঙ্ক 137 ℃ পর্যন্ত এবং প্রসার্য শক্তি 29 MPa পর্যন্ত। এই ধরণের PCU একটি অনমনীয় প্লাস্টিক হিসাবে বা একটি ইলাস্টোমার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যার জৈব চিকিৎসা ক্ষেত্রে (যেমন মানব টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং স্ক্যাফোল্ড বা কার্ডিওভাসকুলার ইমপ্লান্ট উপকরণ) একটি ভাল প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
২.৪ হাইব্রিড নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেন
হাইব্রিড নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেন (হাইব্রিড এনআইপিইউ) হল ইপোক্সি রজন, অ্যাক্রিলেট, সিলিকা বা সিলোক্সেন গ্রুপগুলিকে পলিউরেথেন আণবিক কাঠামোর মধ্যে প্রবেশ করানো যাতে একটি আন্তঃপ্রবেশকারী নেটওয়ার্ক তৈরি হয়, পলিউরেথেনের কর্মক্ষমতা উন্নত হয় বা পলিউরেথেনকে বিভিন্ন কার্যকারিতা দেওয়া হয়।
ফেং ইউয়েলান এবং অন্যান্যরা জৈব-ভিত্তিক ইপোক্সি সয়াবিন তেলকে CO2 এর সাথে বিক্রিয়া করে পেন্টামোনিক সাইক্লিক কার্বনেট (CSBO) সংশ্লেষণ করেন এবং অ্যামাইন দিয়ে শক্ত হয়ে যাওয়া CSBO দ্বারা গঠিত NIPU কে আরও উন্নত করার জন্য আরও কঠোর চেইন সেগমেন্ট সহ বিসফেনল A ডাইগ্লাইসিডিল ইথার (ইপোক্সি রজন E51) প্রবর্তন করেন। আণবিক চেইনে ওলিক অ্যাসিড/লিনোলিক অ্যাসিডের একটি দীর্ঘ নমনীয় চেইন সেগমেন্ট থাকে। এতে আরও কঠোর চেইন সেগমেন্ট থাকে, যার ফলে এটির উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং উচ্চ দৃঢ়তা রয়েছে। কিছু গবেষক ডাইথিলিন গ্লাইকোল বাইসাইক্লিক কার্বনেট এবং ডায়ামিনের রেট-ওপেনিং বিক্রিয়ার মাধ্যমে ফুরান এন্ড গ্রুপ সহ তিন ধরণের NIPU প্রিপলিমার সংশ্লেষিত করেন এবং তারপর অসম্পৃক্ত পলিয়েস্টার দিয়ে বিক্রিয়া করে স্ব-নিরাময় ফাংশন সহ একটি নরম পলিউরেথেন তৈরি করেন এবং নরম NIPU এর উচ্চ স্ব-নিরাময় দক্ষতা সফলভাবে উপলব্ধি করেন। হাইব্রিড NIPU-তে কেবল সাধারণ NIPU-এর বৈশিষ্ট্যই নেই, বরং আরও ভাল আনুগত্য, অ্যাসিড এবং ক্ষার জারা প্রতিরোধ, দ্রাবক প্রতিরোধ এবং যান্ত্রিক শক্তিও থাকতে পারে।
৩ আউটলুক
NIPU বিষাক্ত আইসোসায়ানেট ব্যবহার ছাড়াই প্রস্তুত করা হয় এবং বর্তমানে ফোম, আবরণ, আঠালো, ইলাস্টোমার এবং অন্যান্য পণ্য আকারে অধ্যয়ন করা হচ্ছে এবং এর প্রয়োগের বিস্তৃত সম্ভাবনা রয়েছে। তবে, তাদের বেশিরভাগই এখনও পরীক্ষাগার গবেষণার মধ্যে সীমাবদ্ধ, এবং কোনও বৃহৎ আকারের উৎপাদন নেই। এছাড়াও, মানুষের জীবনযাত্রার মান উন্নত হওয়ার সাথে সাথে এবং চাহিদার ক্রমাগত বৃদ্ধির সাথে সাথে, একক ফাংশন বা একাধিক ফাংশন সহ NIPU একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণার দিকে পরিণত হয়েছে, যেমন অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল, স্ব-মেরামত, আকৃতি স্মৃতি, শিখা প্রতিরোধক, উচ্চ তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা ইত্যাদি। অতএব, ভবিষ্যতের গবেষণায় শিল্পায়নের মূল সমস্যাগুলি কীভাবে ভেঙে ফেলা যায় তা বোঝা উচিত এবং কার্যকরী NIPU প্রস্তুত করার দিকটি অন্বেষণ করা চালিয়ে যাওয়া উচিত।
পোস্টের সময়: আগস্ট-২৯-২০২৪