Herstellung und Eigenschaften biobasierter Polyurethan-Elastomere auf Pflanzenölbasis mit bor-/stickstoff-intern katalysierter Bindung

Xiao-hui Huang ,  

Yan-lin Li ,  

Tian-jun Zhou ,  

Jing Liu ,  

Hang Zhou ,  

Yi Tan ,  

Cheng-guo Liu ,  

摘要

Angesichts der aktuellen Erschöpfung von Erdölressourcen, des Treibhauseffekts und der Umweltverschmutzung entspricht die umfassende Entwicklung und hochwertige Nutzung biobasierter Materialien den aktuellen Konzepten der Bio- und Kreislaufwirtschaft. Gleichzeitig erhält die Entwicklung von leistungsstarken, wiederverwertbaren Polyurethanen unter Verwendung biobasierter Polyole aufgrund der Schwierigkeit, hohe Leistungsfähigkeit und Recyclingfähigkeit zu vereinen, große Aufmerksamkeit. In dieser Arbeit wurde Palmöl (PO) als Rohstoff verwendet, um durch Ammonolyse palmölbasiertes Diethylamidlactam (POEA) herzustellen, das als biobasierter Polyol diente, und mit Poly(tetrahydrofuran)polyol (PTMEG-1000), Isophorondiisocyanat (IPDI) und Borsäure (BA) reagierte, um erfolgreich eine Reihe von palmölbasierten Polyurethan-Elastomeren (POPU-BAs) mit bor-/stickstoff-intern katalysierten dynamischen kovalenten Bindungen (B/N) herzustellen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Material nicht nur hervorragende mechanische Eigenschaften und thermische Stabilität aufweist, mit einer anfänglichen thermischen Zersetzungstemperatur von über 200 ℃, sondern auch eine gute Selbstheilungsfähigkeit und Wiederverarbeitbarkeit besitzt. Insbesondere kann POPU-BA2 (palmölbasiertes Polyurethan-Elastomer mit einem molaren Verhältnis von POEA zu PTMEG-1000 von 3:1) Kratzer nach 2 Stunden Behandlung bei 120 ℃ vollständig reparieren, mit einer Zugfestigkeit und Bruchdehnung nach einem Recyclingzyklus von 19,5 MPa bzw. 299,1 % und Recyclingeffizienzen von 91,5 % bzw. 100,9 %. Gleichzeitig enthält das Polymer zahlreiche polare Gruppen, die unter Wasser an verschiedenen Substraten eine gute Haftleistung zeigen. Dieses multifunktionale biobasierte Polyurethan-Elastomer, das biologische Herkunft, hohe mechanische Festigkeit, Selbstheilung und Recyclingfähigkeit vereint, bietet eine praktikable technische Strategie für das Design und die Synthese von Polyurethanen auf Pflanzenölbasis.

关键词

Palmöl;Polyurethan-Elastomer;Selbstheilung;Recyclingfähigkeit

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