Самовосстанавливающиеся полиуретаны на основе природного сырья

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық 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