Самовосстанавливающиеся полиуретаны на основе природного сырья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основе фурфурилглицидилового эфира – продукта, получаемого из фурфурола, синтезированы диольные удлинители цепи. С использованием этих удлинителей и бисмалеимидного отвердителя получены полиуретаны с эффектом термического самовосстановления посредством обратимой реакции Дильса–Альдера. Строение синтезированных полимеров доказано методом ИК-спектроскопии. Также определены термические и физико-механические свойства материалов. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии показан циклический характер протекания прямой и обратной реакции Дильса–Альдера. С помощью метода сканирующей электронной микроскопии проведена визуальная оценка способности материала к самовосстановлению. Количественная оценка (эффективность самовосстановления модуля Юнга и предела прочности) проведена при помощи динамометрического анализа исходных и восстановленных образцов полимеров. Показано влияние содержания динамических связей на свойства полиуретанов, а также эффективность самозалечивания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. О. Платонова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук; Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Косыгина, 4; 119334 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1

П. Ф. Пономарева

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Косыгина, 4

И. В. Третьяков

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Косыгина, 4

Е. С. Афанасьев

Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук

Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119334 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1

С. М. Фролов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Косыгина, 4

Я. О. Межуев

Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: e-o-platonova@yandex.ru
Россия, 119334 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1; 125047 Москва, Миусская пл., 9

Список литературы

  1. Research P. Polyurethane Market (By Product: Rigid Foam, Flexible Foam, Coatings, Adhesives & Sealants, Elastomers, Others; By Raw Material: Polyol, MDI, TDI, Others; By Application: Furniture & Interiors, Construction, Electronics & Appliances, Automotive, Footwear, Packaging, Others) - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends, Regional Outlook, and Forecast 2023-2032 [Электронный ресурс]. 2024. - URL: https://www.precedenceresearch.com/polyurethane-market (Дата обращения 03.05.2024).
  2. Weng F., Liu X., Koranteng E., Ma N., Wu Z., Wu Q. // Polym. Compos. 2019. V. 40. № 12. P. 4694.
  3. Wang S., Liu Z., Zhang L., Guo Y., Song J., Lou J., Guan Q., He C., You Z. // Mater. Chem. Frontiers. 2019. V. 3. № 9. P. 1833.
  4. Fan W., Zhang Y., Li W., Wang W., Zhao X., Song L. // Chem. Eng. J. 2019. V. 368. P. 1033.
  5. Mirmohseni A., Akbari M., Najjar R., Hosseini M. // J. Appl. Polym. Sci. 2019. V. 136. № 8. P. 47082.
  6. Deng Y., Dewil R., Appels L., Ansart R., Baeyens J., Kang Q. // J. Environment. Management. 2021. V. 278. P. 111527.
  7. Gama N., Godinho B., Marques G., Silva R., Barros-Timmons A., Ferreira A. // Polymer. 2021. V. 219. P. 123561.
  8. Akindoyo J.O., Beg M.D.H., Ghazali S., Islam M.R., Jeyaratnam N., Yuvaraj A.R. // RSC Adv. 2016 V. 6. № 115. P. 114453.
  9. Zhang Y., Broekhuis A.A., Picchioni F. // Macromolecules. 2009. V. 42. № 6. P. 1906.
  10. Liu J., Ma X., Tong Y., Lang M. // Appl. Surfa. Sci. 2018. V. 455. P. 318.
  11. Chang K., Jia H., Gu S.-Y. // Eur. Polym. J. 2019. V. 112. P. 822.
  12. Liang Z., Huang D., Zhao L., Nie Y., Zhou Z., Hao T., Li S. // J. Inorgan. Organomet. Polymers Mater. 2021. V. 31. № 2. P. 683.
  13. Bhattacharya S., Phatake R.S., Nabha Barnea S., Zerby N., Zhu J.-J., Shikler R., Lemcoff N.G., Jelinek R. // ACS Nano. 2019. V. 13. № 2. P. 1433.
  14. Coope T., Turkenburg D., Fischer H., Luterbacher R., Bracht H., Bond I. // Smart Mater. Struct. 2016. V. 25. P. 084010.
  15. Platonova E.O., Vlasov E., Pavlov A.A., Kireynov A., Nelyub V.A., Polezhaev A.V. // J. Appl. Polym. Sci. 2019. V. 136. № 33. P. 47869.
  16. Shahidzadeh M., Khansari Varkaneh Z., Ramezanzadeh B., Zamani Pedram M., Yarmohammadi M. // Progr. Org. Coatings. 2020. V. 140. P. 105503.
  17. Wei Y., Du X., Ma X., Zhao K., Zhang S., Bai Y. // Polym. Bull. 2017. V. 74. № 9. P. 3907.
  18. Adzima B.J., Aguirre H.A., Kloxin C.J., Scott T.F., Bowman C.N. // Macromolecules. 2008. V. 41. № 23. P. 9112.
  19. Kavitha A.A., Singha N.K. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009. V. 1. № 7. P. 1427.
  20. Kloxin C.J., Scott T.F., Adzima B.J., Bowman C.N. // Macromolecules. 2010. V. 43. № 6. P. 2643.
  21. Marref M., Mignard N., Jegat C., Taha M., Belbachir M., Meghabar R. // Polym. Int. 2013. V. 62. № 1. P. 87-98.
  22. Scheltjens G., Diaz M.M., Brancart J., Van Assche G., Van Mele B. // React. Funct. Polymers. 2013. V. 73. № 2. P. 413.
  23. Gandini A., Carvalho A.J.F., Trovatti E., Kramer R.K., Lacerda T. M. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2018. V. 120. № 1. P. 1700091.
  24. Karami Z., Zohuriaan-Mehr M., Kabiri K., Ghasemi Rad N. // Polymers from Renewable Resources. 2019. V. 10. № 1–3. P. 27.
  25. Liu Y.-L., Hsieh C.-Y. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2006. V. 44. № 2. P. 905.
  26. Strachota B., Morand A., Dybal J., Matějka L. // Polymers. 2019. V. 11. № 6. P. 930.
  27. Willocq B., Odent J., Dubois P., Raquez J.-M. // RSC Adv. 2020. V. 10. № 23. P. 13766.
  28. Menon A.V., Madras G., Bose S. // Polym. Chem. 2019. V. 10. № 32. P. 4370.
  29. Gaina C., Ursache O., Gaina V., Varganici C. D. // eXPRESS Polym. Lett. 2013. V. 7. P. 636.
  30. Goussé C., Gandini A., Hodge P. // Macromolecules. 1998. V. 31. № 2. P. 314.
  31. Petrova T.V., Solodilov V.I., Kabantseva V.E., Karelina N.V., Polezhaev A.V. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 683. P. 012070.
  32. Platonova E., Chechenov I., Pavlov A., Solodilov V., Afanasyev E., Shapagin A., Polezhaev // Polymers. 2021. V. 13. № 12. P. 1935.
  33. Froidevaux V., Borne M., Laborbe E., Auvergne R., Gandini A., Boutevin B. // RSC Adv. 2015.V. 5. № 47. P. 37742.
  34. Cuvellier A., Verhelle R., Brancart J., Vanderborght B., Van Assche G., Rahier H. // Polym. Chem. 2019. V. 10. № 4. P. 473.
  35. Faucher J.A. // J. Polym. Sci., Polym. Lett. 1965. V. 3. № 2. P. 143.
  36. Бакирова И.Н., Романов Д.А., Губанов Э.Ф., Зенитова Л.А. // Высокомолек. соед. Б. 1998. Т. 40. № 10. С. 1666.
  37. Wang W., Ping P., Chen X., Jing X. // Eur. Polym. J. 2006. V. 42. № 6. P. 1240.
  38. Teitelbaum B.Y., Yagfarova T.A., Aleyev K.M., Khasanov M.K., Gafurov F.S. // J. Тhermal Аnalysis. 1984. V. 29. № 2. P. 227.
  39. Yu S., Zhang R., Wu Q., Chen T., Sun P. // Adv. Mater. 2013. V. 25. № 35. P. 4912.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Формула 1

Скачать (50KB)
Метаданные
3. Формула 2

Скачать (45KB)
Метаданные
4. Формула 3

Скачать (94KB)
Метаданные
5. Рис. 1. Спектры ИК-НПВО трифурандиола (1), полиуретанов ПУ-ТФ0 (2), ПУ-ТФ1 (3), ПУ-ТФ2 (4) и ПУ-ТФ3 (5). Цветные рисунки можно посмотреть в электронной версии.

Скачать (256KB)
Метаданные
6. Рис. 2. Кривые ТГА (а) и ДТГ (б) полиуретанов ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3).

Скачать (182KB)
Метаданные
7. Рис. 3. Кривые ДСК полимеров ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3): сплошная линия – первое нагревание, штриховая – второе нагревание, пунктирная линия – охлаждение.

Скачать (142KB)
Метаданные
8. Рис. 4. Кривые ТМА полимеров ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3).

Скачать (96KB)
Метаданные
9. Рис. 5. Кривые набухания исходных полимеров ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3) (а), а также дважды переработанных полимеров ПУ-ТФ1 (б), ПУ-ТФ2 (в) и ПУ-ТФ3 (г); б–г: 1 – 0 цикл, 2 – 1 цикл, 3 – 2 цикл.

Скачать (346KB)
Метаданные
10. Рис. 6. Типичные диаграммы нагружения ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3).

Скачать (88KB)
Метаданные
11. Рис. 7. Изменение предела прочности (а), модуля упругости (б) ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2), ПУ-ТФ3 (3) в ходе вторичной переработки, и относительного удлинения образцов ПУ-ТФ1 (1), ПУ-ТФ2 (2) и ПУ-ТФ3 (3) в процессе циклической переработки (в).

Скачать (281KB)
Метаданные
12. Рис. 8. СЭМ-изображения образца пленки ПУ-ТФ3 до (а) и после (б) проведения термического залечивания.

Скачать (290KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024