سنتز چسب پلی یورتان بدون ایزوسیانات برپایه روغن های گیاهی

Abstract

پلی یورتان، یکی از پلیمرهای پرکاربرد است که از واکنش ایزوسیانات و پلی ال ها ساخته میشود. در سال 1937 اتو بایر با انجام واکنش بین دی ایزوسیانات الیفاتیک و دی ال الیفاتیک(گلایکول)، پلیمر خطی با جرم مولکولی بالا بدست آورد که کاربرد این مواد در تهیه چسب، اسفنج، روکش و چرم مورد توجه قرار گرفت. اولین فوم پلی یورتان در سال 1947 توسط اتوبایر و اولین فوم منعطف در سال 1952 توسط هوتچلن بدست آمد. در طی جنگ جهانی دوم، پلی یورتان بعنوان ماده ای استراتژیک بود و از سال 1950 به پلیمر تجاری تبدیل شد. در سال 1955 فوم های پلی یورتان استری وارد بازار شدند و در سال 1957 پلی یورتان اتری هم به بازار آمد. در طی سالهای 1963-2001 بررسی ها نشان داد که از طریق پلی ال و دی ایزوسیانات  پلی یورتان هایی تولید میشوند که گروه هیدروکسیل ندارند اما در NIPU بدلیل وجود گروه هیدروکسیل در موقعیت β و  برهمکنش های بین مولکولی و درون مولکولی با گروه کربونیل بصورت پیوندهیدروژنی میتواند سبب بهتر شدن مقاومت شیمیایی، دمای انتقال شیشه و همچنین استحکام کششی میشود. هر چند این روش‌ها نسبت به روش‌های معمولی تا حدودی سازگارتر با محیط زیست هستند اما درجه پلیمریزاسیون باعث می شود که این فرآیندها ارجحیت کمتری داشته باشند. در میان تمام روش های سنتز بدون ایزوسیانات پلی اورتان، واکنش کربنات حلقوی با آمین جذاب ترین است. در سال 1957، دایر و اسکات برای اولین بار استفاده از اتیلن کربنات و دی آمین های اولیه برای تهیه پلی یورتان ها را گزارش دادند. آنها کشف کردند که  از اتیلن کربنات و دی آمین های نوع 1 سبب تشکیل 2-(هیدروکسی اتیل)-کاربامات و متعاقباً پلی یورتان ها میشود. با افزایش روز افزون گازهای گلخانه ای، افزایش استخراج از منابع نفتی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از پسماندهای صنعتی، نیاز به جایگزینی منابع نفتی با منابع گیاهی و تجدیدپذیر و در دسترس بیش از پیش محسوس است که این موضوع مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و صنایع قرار گرفته است. تولید پلی یورتان بدون ایزوسیانات با استفاده از روغن های گیاهی، استفاده از ایزوسیانات را بعنوان یک ماده سمی سرطان زا، محدود کرده و سبب کاهش پسماندهای سمی و آلودگی های زیست محیطی میشود.

سنتز چسب پلی یورتان بدون ایزوسیانات، به وسیله منایع تجدید پذیر انجام شد .در ابتدا پیوند دوگانه روغن سویا با استفاده از هیدروژن پراکساید، به حلقه اپوکسید و سپس حلقه اپوکسید، با استفاده از  گاز  CO2 به حلقه پنج عضوی سیکلوکربنات تبدیل شد که برای این منظور از TBAB بعنوان کاتالیست استفاده شد.. از واکنش ذی آمین با حلقه سیکلو کربنات گروه یورتان سنتز شد و به این ترتیب بدون استفاده از پلی ال و ایزوسیانات، پلی یورتان سنتز شد. پس از سنتز پلی یورتان بدون ایزوسیانات به منظور شناسایی ترکیبات، از روش های انالیزی IR و  H1 NMR استفاده میکنیم.به منظور بررسی استحکام چسب های تولید شده از تست های LAP SHEAR و  T-PEAL استفاده گردید. همچنین با استفاده از آمین های آروماتیک و آلیفاتیک تاثیر گروه های آروماتیک و آلیفاتیک را بررسی کنیم.