Самовосстанавливающиеся полиуретаны на основе природного сырья

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

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.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Е. Платонова

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

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: e-o-platonova@yandex.ru
Ресей, 119991 Москва, ул. Косыгина, 4; 119334 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1

П. Пономарева

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

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

И. Третьяков

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

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

Е. Афанасьев

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

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

С. Фролов

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

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

Я. 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
Ресей, 119334 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1; 125047 Москва, Миусская пл., 9

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Formula 1

Жүктеу (50KB)
Метадеректер
3. Formula 2

Жүктеу (45KB)
Метадеректер
4. Formula 3

Жүктеу (94KB)
Метадеректер
5. Fig. 1. IR-ATR spectra of trifurandiol (1), polyurethanes PU-TF0 (2), PU-TF1 (3), PU-TF2 (4) and PU-TF3 (5). Colored figures can be viewed in the electronic version.

Жүктеу (256KB)
Метадеректер
6. Fig. 2. TGA (a) and DTG (b) curves of polyurethanes PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3).

Жүктеу (182KB)
Метадеректер
7. Fig. 3. DSC curves of polymers PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3): solid line – first heating, dashed line – second heating, dotted line – cooling.

Жүктеу (142KB)
Метадеректер
8. Fig. 4. TMA curves of polymers PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3).

Жүктеу (96KB)
Метадеректер
9. Fig. 5. Swelling curves of the original polymers PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3) (a), as well as twice processed polymers PU-TF1 (b), PU-TF2 (c) and PU-TF3 (d); b–d: 1 – 0 cycle, 2 – 1 cycle, 3 – 2 cycle.

Жүктеу (346KB)
Метадеректер
10. Fig. 6. Typical loading diagrams of PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3).

Жүктеу (88KB)
Метадеректер
11. Fig. 7. Change in the tensile strength (a), elastic modulus (b) of PU-TF1 (1), PU-TF2 (2), PU-TF3 (3) during secondary processing, and the relative elongation of PU-TF1 (1), PU-TF2 (2) and PU-TF3 (3) samples during cyclic processing (c).

Жүктеу (281KB)
Метадеректер
12. Fig. 8. SEM images of a PU-TF3 film sample before (a) and after (b) thermal healing.

Жүктеу (290KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024