1.Asiantau gwrth-hydrolysisyn bennaf yn ceisio rhwystro'r broses hydrolysis o polymerau polyester.

Mewn cymwysiadau sy'n defnyddio polymerau sy'n cynnwys bondiau ester, fel PBT, PET, PLA, a polywrethanau (TPU, CPU), mae moleciwlau dŵr yn ymosod yn rhwydd ar y bondiau ester neu wrethan yn y gadwyn foleciwlaidd o dan amodau tymheredd a lleithder uchel. Mae hyn yn arwain at dorri'r gadwyn a hydrolysis, gostyngiad ym mhwysau moleciwlaidd y polymer, ac o ganlyniad, breuder, cracio, a cholli perfformiad. Defnyddir asiantau gwrth-hydrolysis i wrthweithio'r broses hydrolysis hon. Rhennir asiantau gwrth-hydrolysis yn bennaf yn ddau gategori: adweithiol a ffisegol. Mae asiantau gwrth-hydrolysis adweithiol yn dileu'r safleoedd cychwyn neu gynhyrchion hydrolysis trwy adweithiau cemegol, gan gynrychioli'r dull prif ffrwd a hynod effeithlon. Ar y llaw arall, mae asiantau gwrth-hydrolysis ffisegol yn blocio neu'n amsugno lleithder trwy weithred ffisegol.

Nid yw atalyddion hydrolysis ffisegol yn cymryd rhan mewn adweithiau cemegol ond maent yn atal lleithder rhag treiddio trwy ddulliau ffisegol. Mae mathau cynrychioliadol yn cynnwys seolitau, calsiwm ocsid (CaO), pridd diatomaceous, silanau, a chwyrau. Mae seolitau ac ocsid calsiwm, trwy eu strwythur mandyllog neu adweithiau cemegol, yn amsugno ac yn cloi lleithder sy'n cael ei amsugno gan y polymer yn ystod prosesu a defnyddio, gan amddiffyn deunyddiau rhag diraddio yn bennaf oherwydd symiau bach o leithder cyn prosesu (megis mowldio chwistrellu ac allwthio), gan weithredu fel priodweddau "sychwr" yn y bôn. Mae silanau a chwyrau, ar y llaw arall, yn mudo i wyneb y cynnyrch, gan ffurfio rhwystr hydroffobig, neu'n ymestyn y llwybr treiddio lleithder trwy lenwwyr haenog (megis clai), gan amddiffyn wyneb y deunydd yn bennaf.

Gall atalyddion hydrolysis adweithiol adweithio â'r grwpiau carboxyl (-COOH) ar bennau cadwyni polymer neu â grwpiau carboxyl a gynhyrchir yn ystod hydrolysis, gan dorri ar draws y broses awtogatalytig o hydrolysis a thrwy hynny gyflawni effaith sefydlogi sylfaenol. Mae'r rhain yn bennaf yn cynnwys atalyddion hydrolysis carbodiimid, ocsazolin, epocsi, ac asiridin.

2. Carbodiimid yw'r atalydd hydrolysis adweithiol mwyaf manteisiol a ddefnyddir yn eang.

Ar hyn o bryd, carbodiimidau yw'r dosbarth mwyaf cyffredin a mwyaf effeithiol o asiantau gwrth-hydrolysis. Maent yn adweithio â'r grwpiau carboxyl a gynhyrchir gan hydrolysis polymer i ffurfio N-acylurea sefydlog, a thrwy hynny ddileu'r catalydd ar gyfer yr adwaith hydrolysis ac ymyrryd â'r cylch awtogatalytig. Mae gan ddeilliadau ocsazolin, dosbarth pwysig arall o asiantau gwrth-hydrolysis adweithiol, gylch ocsazolin fel eu grŵp swyddogaethol adweithiol. Gall y cylch ocsazolin adweithio â grwpiau carboxyl a hydroxyl i ffurfio amidau ester neu ddiesterau, a thrwy hynny sefydlogi pennau'r polymer. Mae polymerau wedi'u swyddogaetholi ag epocsi yn defnyddio adweithedd uchel y grwpiau epocsi i ddarparu sefydlogi. Gall y grwpiau epocsi adweithio â grwpiau carboxyl, hydroxyl, a hyd yn oed amino, a thrwy hynny gapio'r grwpiau adweithiol hyn.

Tabl: Cymhariaeth o Wrthsefyllyddion Hydrolysis Adweithiol Cyffredin

Mathau o asiantau gwrth-hydrolysis	carbodiimid	Polymerau grŵp swyddogaethol epocsi	Ocsasolindidau
Mecanwaith Craidd	Mae'n adweithio â'r grwpiau carboxyl a gynhyrchir gan hydrolysis i gynhyrchu N-acylurea sefydlog, gan dorri'r cylch awtogatalytig.	Gall ei grŵp epocsi adweithio â gwahanol grwpiau fel carboxyl, hydroxyl, ac amino.	Gall ei gylch ocsazolin adweithio â grwpiau carboxyl a hydroxyl.
Prif fanteision	● Gwrthiant eithriadol o uchel i hydrolysis, gyda'r effaith fwyaf arwyddocaol.	● Amlswyddogaetholdeb: Mae'n cyfuno swyddogaethau ymestyn cadwyn ac atgyweirio moleciwlau wedi'u diraddio.	● Adwaith deu-swyddogaethol, gydag ystod eang o gymwysiadau
	Mae'r swm ychwanegol yn fach (0.5%-2.0%), gyda'r effaith leiaf ar briodweddau cynhenid ​​​​y deunydd.	● Gall wella cryfder toddi a gludedd	● Gellir ei ddefnyddio fel cydnawseddwr mewn rhai systemau.
	● Diogelwch cymharol dda	● Cydnawsedd da â polymerau
Prif anfanteision	● Cost gymharol uchel	●Fel un asiant gwrth-hydrolysis, nid yw ei effeithlonrwydd mor benodol â charbodiimid.	● Fel arfer, costau yw'r rhai drutaf
	● Yn targedu grwpiau carboxyl yn bennaf; nid yw'n adweithio'n uniongyrchol â grwpiau hydroxyl.	● Gall ychwanegu gormod arwain at groesgysylltu neu geliad.	● Diffyg mantais effeithlonrwydd mewn cymwysiadau cyffredinol
Cymwysiadau nodweddiadol	● Polyester: PBT, PET, PLA, PBAT	● Ailgylchu plastig: Atgyweirio rPET, ac ati.	● Polyester (PET, PBT)
	● Polywrethan: TPU, CPU (gwadnau esgidiau, pibellau, ac ati)	● Polyamid (Neilon)	●Polyamid
		● Systemau polyester sydd angen tewychu ar yr un pryd	● Aloi polymer (fel cydnawsydd)

 

3. Mae carbodiimid yn rhwystro'r broses hydrolysis trwy adweithio ag asidau carbocsilig i ffurfio strwythurau asylwrea.

Mae polymerau polyester yn dangos sefydlogrwydd lleithder gwael. O dan amodau tymheredd a lleithder uchel, mae'r bondiau ester yn y polymer yn adweithio â dŵr, gan achosi i strwythur cadwyn hir y macromoleciwl dorri a chynhyrchu grwpiau carboxyl terfynol. Gall y grwpiau carboxyl terfynol hyn ïoneiddio ïonau H+, gan gataleiddio'r adwaith hydrolysis gydag asid ymhellach, gan arwain yn y pen draw at ostyngiad sylweddol mewn amrywiol briodweddau deunydd a bywyd gwasanaeth byrrach iawn. Gall cyfansoddion carbodiimid, sy'n cynnwys grwpiau swyddogaethol carbodiimid (N=C=N), adweithio â'r grwpiau carboxyl a gynhyrchir yn ystod hydrolysis polymer i ffurfio strwythurau asylurea sefydlog, gan leihau crynodiad y grŵp carboxyl ar yr un pryd ac atal hydrolysis pellach. Maent ymhlith yr asiantau gwrth-hydrolysis a ddefnyddir amlaf sydd ar gael ar hyn o bryd.

Mae asiantau gwrthhydrolysis carbodiimid yn amrywiol a gellir eu dosbarthu'n fras yn fathau monomerig a pholymerig. Dim ond un grŵp swyddogaethol carbodiimid sydd mewn cyfansoddion carbodiimid monomerig ac maent yn gyfansoddion moleciwl bach. Mae cyfansoddion carbodiimid polymerig fel arfer yn cynnwys dau grŵp swyddogaethol carbodiimid neu fwy, mae ganddynt bwysau moleciwlaidd cymharol uchel, ac maent yn perthyn i'r math o strwythur polymer cadwyn hir.

Carbodiimid monomerigasiantau gwrth-hydrolysisyn hylifau neu'n grisialau melyn llachar i frown ar dymheredd ystafell. Maent yn hydawdd mewn toddyddion organig ond yn anhydawdd mewn dŵr, ac mae ganddynt fanteision megis purdeb uchel, paratoi syml, ac adweithedd uchel. 2,6-Diisopropylphenyl)carbodiimide yw'r asiant gwrthhydrolysis carbodiimide monomerig sydd ar gael yn fasnachol a ddefnyddir amlaf.

 

Mae carbodiimidau polymerig yn bowdrau melyn i frown neu'n hylifau gludiog ar dymheredd ystafell, gyda màs moleciwlaidd cymharol yn fwy na 1000 yn gyffredinol, tra bod màs moleciwlaidd cymharol oligomerau yn cael ei reoli ar oddeutu 2000. Fel arfer, ceir carbodiimidau polymerig trwy adweithio monomerau diisocyanad, catalyddion, toddyddion ac asiantau capio pen ar dymheredd addas. Yn gyntaf, mae'r monomerau diisocyanad yn cael adwaith cyddwyso o dan gatalydd i gael prepolymer sy'n cynnwys grwpiau carbodiimid lluosog a grwpiau pen isocyanad. Yna, mae'r grwpiau isocyanad yn adweithio â hydrogen gweithredol o'r asiant capio pen i gael polycarbodiimidau. Ceir polycarbodiimidau nodweddiadol trwy gyddwyso 2,4,6-triisopropylphenyl-1,5-diisocyanad a chapio pen gyda 2,6-diisopropylphenyl monoisocyanad.

 

4. Meysydd cymhwysiad nodweddiadol carbodiimid

Mae PET, fel y deunydd polyester mwyaf cyffredin, yn meddu ar briodweddau mecanyddol rhagorol, sefydlogrwydd dimensiynol, ymwrthedd cemegol, a phriodweddau optegol, ac fe'i defnyddir yn helaeth mewn amaethyddiaeth, diwydiant, adeiladu, meddygol, a meysydd modurol. Cynhyrchir PET trwy boly-gyddwysiad PTA ac ethylen glycol; mae'r bondiau ester yn agored iawn i ddiraddio hydrolytig, gan arwain at ostyngiad mewn gludedd polymer a dirywiad perfformiad difrifol. Mae hydrolysis PET yn cyfyngu ar gymhwyso ei gynhyrchion i lawr yr afon mewn amgylcheddau tymheredd uchel, llaith, neu awyr agored. Mae ymchwil gysylltiedig wedi canfod bod ymgorffori asiantau gwrth-hydrolysis monomerig mewn meistr-swp PET i baratoi samplau ffilm yn gwella ymwrthedd i wres, heneiddio gwres llaith, ac ymestyn wrth dorri cynhyrchion y ffilm. Mae carbodiimid aromatig yn dangos perfformiad hydrolysis arbennig o dda.

Mae synthesis polywrethan yn defnyddio amrywiaeth eang o monomerau, yn caniatáu adweithiau rheoledig, ac yn cynnig manteision fel cryfder uchel, ymwrthedd crafiad, ymwrthedd tymheredd da, a rhwyddineb prosesu. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn gludyddion, haenau, elastomerau, plastigau ewynog, a ffibrau synthetig. Mae polywrethan math polyester yn cael ei baratoi o bolyolau polyester oligomerig, sy'n cynnwys llawer o fondiau ester yn eu cadwyni moleciwlaidd, gan arwain at ymwrthedd hydrolysis gwael. Mae gan asiantau gwrth-hydrolysis carbodiimid effeithiau andwyol lleiaf posibl ar synthesis polywrethan a gellir eu hychwanegu at y polyol polyester yn ystod y broses synthesis. Ar ben hynny, mae carbodiimidau polymerig a baratoir trwy gyddwysiad isocyanad yn cynnwys grwpiau diwedd -N=C=O, gan eu galluogi i gymryd rhan yn yr adwaith i baratoi polywrethan sy'n gwrthsefyll hydrolysis. Yn ogystal, gellir ychwanegu carbodiimidau yn ystod cymysgu polywrethan. Mae astudiaethau cysylltiedig wedi dangos y gall ychwanegu carbodiimidau ostwng gwerth asid cychwynnol y polyol polyester, atal hydrolysis polyester, a gwella ymwrthedd hydrolysis TPU yn effeithiol.

Mae gan bolymerau bioddiraddadwy sy'n seiliedig ar polyester fel PBAT, PLA, ac asid polyglycolig (PGA) fiogydnawsedd, bioddiraddadwyedd, diogelwch, diwenwyndra, a phriodweddau ffisegol a mecanyddol da, gan ddangos addewid mawr mewn dyfeisiau meddygol, deunyddiau pecynnu ac amaethyddiaeth. Fodd bynnag, mae'r deunyddiau bioddiraddadwy hyn i gyd yn dioddef o sefydlogrwydd hydrolytig a thermol gwael, gan ddiraddio'n rhwydd yn ystod prosesu, storio a defnyddio, gan arwain at ddirywiad perfformiad a methu â chyrraedd eu hoes ddisgwyliedig. Gall carbodiimid gael adwaith capio gyda'r grwpiau carboxyl terfynol yng nghadwyni moleciwlaidd PBAT, PLA, a PGA i gynhyrchu strwythur asylurea cymharol sefydlog, gan atal hydrolysis a gwella sefydlogrwydd thermol ar yr un pryd.

Mae MDI wedi'i addasu â charbodiimid (a elwir hefyd yn MDI hylifedig) yn un o brif gynhyrchion wedi'u haddasu o ddiphenylmethane diisocyanate (MDI). Fe'i cynhyrchir trwy adwaith cyddwyso MDI o dan weithred catalydd i gynhyrchu grwpiau carbodiimid. Nodweddir MDI wedi'i addasu â charbodiimid gan ei fod yn hylif ar dymheredd ystafell, yn hawdd ei storio, ac yn meddu ar oes silff hir. Ar yr un pryd, gall wella ymwrthedd hydrolysis deunyddiau polywrethan yn sylweddol.

Os ydych chi eisiau gwybod mwy o gynhyrchion asiant gwrth-hydrolysis, mae croeso i chicysylltwch â ni.