1.Հիդրոլիզի դեմ միջոցներհիմնականում նպատակ ունեն արգելափակել պոլիեսթեր պոլիմերների հիդրոլիզի գործընթացը։

Էսթերային կապեր պարունակող պոլիմերներ, ինչպիսիք են PBT-ն, PET-ը, PLA-ն և պոլիուրեթանները (TPU, CPU), օգտագործող կիրառություններում ջրի մոլեկուլները բարձր ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում հեշտությամբ հարձակվում են մոլեկուլային շղթայի էսթերային կամ ուրեթանային կապերի վրա: Սա հանգեցնում է շղթայի խզման և հիդրոլիզի, պոլիմերի մոլեկուլային քաշի նվազման և, հետևաբար, փխրունության, ճաքերի և արդյունավետության կորստի: Այս հիդրոլիզի գործընթացը հակազդելու համար օգտագործվում են հակահիդրոլիզի նյութեր: Հակահիդրոլիզի նյութերը հիմնականում բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ ռեակտիվ և ֆիզիկական: Ռեակտիվ հակահիդրոլիզի նյութերը քիմիական ռեակցիաների միջոցով վերացնում են հիդրոլիզի սկզբնական վայրերը կամ արգասիքները, որոնք ներկայացնում են հիմնական և բարձր արդյունավետ մեթոդը: Մյուս կողմից, ֆիզիկական հակահիդրոլիզի նյութերը արգելափակում կամ կլանում են խոնավությունը ֆիզիկական ազդեցության միջոցով:

Ֆիզիկական հիդրոլիզի ինհիբիտորները չեն մասնակցում քիմիական ռեակցիաներին, բայց կանխում են խոնավության ներթափանցումը ֆիզիկական միջոցներով: Ներկայացուցչական տեսակներից են զեոլիտները, կալցիումի օքսիդը (CaO), դիատոմային հողը, սիլանները և մոմերը: Զեոլիտները և կալցիումի օքսիդը, իրենց ծակոտկեն կառուցվածքի կամ քիմիական ռեակցիաների միջոցով, կլանում և ամրացնում են պոլիմերի կողմից կլանված խոնավությունը մշակման և օգտագործման ընթացքում, հիմնականում պաշտպանելով նյութերը մշակումից առաջ խոնավության հետքերի պատճառով քայքայումից (օրինակ՝ ներարկման ձուլման և էքստրուզիայի ժամանակ), ըստ էության գործելով որպես «չորացնող» հատկություններ: Մյուս կողմից, սիլանները և մոմերը տեղափոխվում են արտադրանքի մակերես՝ ձևավորելով հիդրոֆոբ պատնեշ կամ երկարացնում են խոնավության ներթափանցման ուղին շերտավոր լցոնիչների (օրինակ՝ կավ) միջոցով՝ հիմնականում պաշտպանելով նյութի մակերեսը:

Ռեակտիվ հիդրոլիզի ինհիբիտորները կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել պոլիմերային շղթաների ծայրերում գտնվող կարբօքսիլային խմբերի (-COOH) կամ հիդրոլիզի ընթացքում առաջացած կարբօքսիլային խմբերի հետ՝ ընդհատելով հիդրոլիզի ավտոկատալիտիկ գործընթացը և այդպիսով հասնելով հիմնարար կայունացնող ազդեցության: Դրանք հիմնականում ներառում են կարբոդիիմիդ, օքսազոլին, էպօքսիդային և ազիրիդինային հիդրոլիզի ինհիբիտորներ:

2. Կարբոդիիմիդը ռեակտիվ հիդրոլիզի ամենաարդյունավետ և լայնորեն օգտագործվող ինհիբիտորն է։

Կարբոդիիմիդները ներկայումս հակահիդրոլիզի միջոցների ամենատարածված և արդյունավետ դասն են։ Դրանք ռեակցիայի մեջ են մտնում պոլիմերային հիդրոլիզի միջոցով առաջացող կարբօքսիլային խմբերի հետ՝ առաջացնելով կայուն N-ացիլյուրե, այդպիսով վերացնելով հիդրոլիզի ռեակցիայի կատալիզատորը և ընդհատելով ավտոկատալիտիկ ցիկլը։ Օքսազոլինի ածանցյալները, որոնք ռեակտիվ հակահիդրոլիզի միջոցների մեկ այլ կարևոր դաս են, ունեն օքսազոլինային օղակ որպես ռեակտիվ ֆունկցիոնալ խումբ։ Օքսազոլինային օղակը կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել ինչպես կարբօքսիլային, այնպես էլ հիդրօքսիլային խմբերի հետ՝ առաջացնելով էսթերային ամիդներ կամ դիէսթերներ, այդպիսով կայունացնելով պոլիմերի ծայրերը։ Էպօքսիֆունկցիոնալացված պոլիմերները օգտագործում են էպօքսիային խմբերի բարձր ռեակտիվությունը՝ կայունացում ապահովելու համար։ Էպօքսիային խմբերը կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել կարբօքսիլային, հիդրօքսիլային և նույնիսկ ամինո խմբերի հետ՝ այդպիսով փակելով այդ ռեակտիվ խմբերը։

Աղյուսակ. Ռեակտիվ հիդրոլիզի դիմացկուն նյութերի համեմատություն

Հիդրոլիզի դեմ պայքարի միջոցների տեսակները	կարբոդիիմիդ	Էպօքսիդային ֆունկցիոնալ խմբի պոլիմերներ	Օքսազոլինիդներ
Հիմնական մեխանիզմ	Այն ռեակցիայի մեջ է մտնում հիդրոլիզի միջոցով առաջացած կարբօքսիլային խմբերի հետ՝ առաջացնելով կայուն N-ացիլյուրեա, այդպիսով ընդհատելով ավտոկատալիտիկ ցիկլը։	Դրա էպօքսիդային խումբը կարող է արձագանքել տարբեր խմբերի հետ, ինչպիսիք են կարբօքսիլային, հիդրօքսիլային և ամինո խմբերը։	Դրա օքսազոլինային օղակը կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել կարբօքսիլային և հիդրօքսիլային խմբերի հետ։
Հիմնական առավելությունները	● Հիդրոլիզի նկատմամբ չափազանց բարձր դիմադրություն, որն ունի ամենաէական ազդեցություն։	●Բազմաֆունկցիոնալություն. Այն համատեղում է շղթայի երկարացման և քայքայված մոլեկուլների վերականգնման գործառույթները։	● Երկֆունկցիոնալ ռեակցիա՝ լայն կիրառություններով
	Ավելացվող քանակը փոքր է (0.5%-2.0%)՝ նվազագույն ազդեցությամբ նյութի ներքին հատկությունների վրա։	● Կարող է բարելավել հալման ամրությունը և մածուցիկությունը	● Կարող է օգտագործվել որպես համատեղելիության միջոց որոշակի համակարգերում։
	● Համեմատաբար լավ անվտանգություն	● Լավ համատեղելիություն պոլիմերների հետ
Հիմնական թերությունները	● Համեմատաբար բարձր գին	●Որպես առանձին հակահիդրոլիզի միջոց, դրա արդյունավետությունը այնքան սպեցիֆիկ չէ, որքան կարբոդիիմիդինը։	● Ծախսերը սովորաբար ամենաթանկն են
	● Հիմնականում թիրախավորում է կարբօքսիլային խմբերը. անմիջապես չի փոխազդում հիդրօքսիլային խմբերի հետ։	● Չափից շատ ավելացնելը կարող է հանգեցնել խաչաձև կապի կամ գելացման։	● Ընդհանուր նշանակության կիրառություններում արդյունավետության առավելություն չունի
Տիպիկ կիրառություններ	● Պոլիեսթեր՝ PBT, PET, PLA, PBAT	● Պլաստիկի վերամշակում. rPET-ի վերանորոգում և այլն։	● Պոլիեսթեր (PET, PBT)
	● Պոլիուրեթանային. TPU, CPU (կոշիկի ներբաններ, խողովակներ և այլն)	● Պոլիամիդ (նեյլոն)	●Պոլիամիդ
		● Պոլիեսթերային համակարգեր, որոնք պահանջում են միաժամանակյա խտացում	● Պոլիմերային համաձուլվածք (որպես համատեղելիացնող նյութ)

 

3. Կարբոդիիմիդը խոչընդոտում է հիդրոլիզի գործընթացը՝ ռեակցիայի մեջ մտնելով կարբոնաթթուների հետ՝ առաջացնելով ացիլուրեա կառուցվածքներ:

Պոլիեսթերային պոլիմերները ցուցաբերում են խոնավության նկատմամբ վատ կայունություն: Բարձր ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում պոլիմերի էսթերային կապերը ռեակցիայի մեջ են մտնում ջրի հետ, ինչը հանգեցնում է մակրոմոլեկուլի երկար շղթայական կառուցվածքի խզմանը և վերջնական կարբօքսիլային խմբերի առաջացմանը: Այս վերջնական կարբօքսիլային խմբերը կարող են իոնացնել H+ իոնները, հետագայում կատալիզացնելով հիդրոլիզի ռեակցիան թթվով, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է նյութի տարբեր հատկությունների զգալի նվազմանը և ծառայության ժամկետի զգալի կրճատմանը: Կարբօդիիմիդային (N=C=N) ֆունկցիոնալ խմբեր պարունակող կարբոդիիմիդային միացությունները կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել պոլիմերի հիդրոլիզի ընթացքում առաջացած կարբօքսիլային խմբերի հետ՝ առաջացնելով կայուն ացիլուրեային կառուցվածքներ, միաժամանակ նվազեցնելով կարբօքսիլային խմբի կոնցենտրացիան և կանխելով հետագա հիդրոլիզը: Դրանք ներկայումս առկա ամենատարածված հակահիդրոլիզի միջոցներից են:

Կարբոդիիմիդային հակահիդրոլիզի միջոցները բազմազան են և կարող են լայնորեն դասակարգվել մոնոմերային և պոլիմերային տեսակների: Մոնոմերային կարբոդիիմիդային միացությունները պարունակում են միայն մեկ կարբոդիիմիդային ֆունկցիոնալ խումբ և փոքր մոլեկուլային միացություններ են: Պոլիմերային կարբոդիիմիդային միացությունները սովորաբար պարունակում են երկու կամ ավելի կարբոդիիմիդային ֆունկցիոնալ խմբեր, ունեն համեմատաբար բարձր մոլեկուլային քաշ և պատկանում են երկար շղթայով պոլիմերային կառուցվածքի տեսակին:

Մոնոմերային կարբոդիիմիդհակահիդրոլիզի միջոցներՍենյակային ջերմաստիճանում վառ դեղինից մինչև շագանակագույն հեղուկներ կամ բյուրեղներ են։ Դրանք լուծելի են օրգանական լուծիչներում, բայց անլուծելի են ջրում և ունեն այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր մաքրությունը, պարզ պատրաստումը և բարձր ռեակտիվությունը։ 2,6-դիիզոպրոպիլֆենիլ)կարբոդիիմիդը ամենատարածված առևտրային մոնոմերային կարբոդիիմիդային հակահիդրոլիզային միջոցն է։

 

Պոլիմերային կարբոդիիմիդները սենյակային ջերմաստիճանում դեղինից մինչև շագանակագույն փոշիներ կամ մածուցիկ հեղուկներ են, որոնց հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը սովորաբար գերազանցում է 1000-ը, մինչդեռ օլիգոմերների հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը վերահսկվում է մոտ 2000-ի վրա: Պոլիմերային կարբոդիիմիդները սովորաբար ստացվում են դիիզոցիանատ մոնոմերների, կատալիզատորների, լուծիչների և ծայրային ծածկույթների նյութերի ռեակցիայի միջոցով համապատասխան ջերմաստիճաններում: Նախ, դիիզոցիանատ մոնոմերները կատալիզատորի տակ ենթարկվում են խտացման ռեակցիայի՝ ստանալու համար նախապոլիմեր, որը պարունակում է բազմաթիվ կարբոդիիմիդային և իզոցիանատային ծայրային խմբեր: Այնուհետև, իզոցիանատային խմբերը ռեակցիայի մեջ են մտնում ծայրային ծածկույթների նյութից եկող ակտիվ ջրածնի հետ՝ ստանալու համար պոլիկարբոդիիմիդներ: Տիպիկ պոլիկարբոդիիմիդները ստացվում են 2,4,6-տրիիզոպրոպիլֆենիլ-1,5-դիիզոցիանատը խտացնելու և ծայրային ծածկույթը 2,6-դիիզոպրոպիլֆենիլ մոնոիզոցիանատով ամրացնելու միջոցով:

 

4. Կարբոդիիմիդի բնորոշ կիրառման ոլորտները

ՊԵՏ-ը, որպես ամենատարածված պոլիեսթերային նյութ, ունի գերազանց մեխանիկական հատկություններ, չափային կայունություն, քիմիական դիմադրություն և օպտիկական հատկություններ, և լայնորեն կիրառվում է գյուղատնտեսության, արդյունաբերության, շինարարության, բժշկական և ավտոմոբիլային ոլորտներում: ՊԵՏ-ը արտադրվում է ՊՏԱ-ի և էթիլենգլիկոլի պոլիկոնդենսացիայի միջոցով. եթերային կապերը խիստ ենթակա են հիդրոլիտիկ քայքայման, ինչը հանգեցնում է պոլիմերի մածուցիկության նվազմանը և կատարողականի լուրջ վատթարացմանը: ՊԵՏ-ի հիդրոլիզը սահմանափակում է դրա հետագա արտադրանքի կիրառումը բարձր ջերմաստիճանում, խոնավ կամ բացօթյա միջավայրերում: Առնչվող հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մոնոմերային հակահիդրոլիզի միջոցների ներառումը ՊԵՏ մաստերբաթչում՝ թաղանթային նմուշներ պատրաստելու համար, բարելավում է ջերմակայունությունը, խոնավ ջերմային ծերացումը և թաղանթային արտադրանքի երկարացումը կոտրման ժամանակ: Արոմատիկ կարբոդիիմիդը ցուցաբերում է հատկապես լավ հիդրոլիզի կատարողականություն:

Պոլիուրեթանային սինթեզը օգտագործում է մոնոմերների լայն տեսականի, թույլ է տալիս վերահսկվող ռեակցիաներ և առաջարկում է այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր ամրությունը, քայքայման դիմադրությունը, լավ ջերմաստիճանային դիմադրությունը և մշակման հեշտությունը: Այն լայնորեն օգտագործվում է սոսինձներում, ծածկույթներում, էլաստոմերներում, փրփրապլաստիկներում և սինթետիկ մանրաթելերում: Պոլիեսթերային տիպի պոլիուրեթանը պատրաստվում է օլիգոմերային պոլիեսթերային պոլիոլներից, որոնք իրենց մոլեկուլային շղթաներում պարունակում են բազմաթիվ էսթերային կապեր, ինչը հանգեցնում է հիդրոլիզի վատ դիմադրության: Կարբոդիիմիդային հակահիդրոլիզի նյութերը նվազագույն անբարենպաստ ազդեցություն ունեն պոլիուրեթանի սինթեզի վրա և կարող են ավելացվել պոլիեսթերային պոլիոլին սինթեզի գործընթացի ընթացքում: Ավելին, իզոցիանատային խտացման միջոցով պատրաստված պոլիմերային կարբոդիիմիդները պարունակում են -N=C=O ծայրային խմբեր, ինչը թույլ է տալիս նրանց մասնակցել հիդրոլիզին դիմացկուն պոլիուրեթան ստանալու ռեակցիային: Բացի այդ, կարբոդիիմիդները կարող են ավելացվել պոլիուրեթանի խառնման ընթացքում: Առնչվող ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ կարբոդիիմիդների ավելացումը կարող է իջեցնել պոլիեսթեր պոլիոլի սկզբնական թթվային արժեքը, կանխել պոլիեսթերային հիդրոլիզը և արդյունավետորեն բարելավել TPU-ի հիդրոլիզի դիմադրությունը:

Պոլիեսթերային հիմքով կենսաքայքայվող պոլիմերները, ինչպիսիք են PBAT-ը, PLA-ն և պոլիգլիկոլաթթուն (PGA), ունեն լավ կենսահամատեղելիություն, կենսաքայքայման ունակություն, անվտանգություն, թունավորության բացակայություն և լավ ֆիզիկական ու մեխանիկական հատկություններ, որոնք մեծ հեռանկարներ են ներշնչում բժշկական սարքերում, փաթեթավորման նյութերում և գյուղատնտեսությունում: Այնուամենայնիվ, այս կենսաքայքայվող նյութերը բոլորը տառապում են վատ հիդրոլիտիկ և ջերմային կայունությունից, հեշտությամբ քայքայվում են մշակման, պահպանման և օգտագործման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է աշխատանքի վատթարացմանը և չի հասնում իրենց սպասվող կյանքի տևողությանը: Կարբոդիիմիդը կարող է ենթարկվել PBAT-ի, PLA-ի և PGA-ի մոլեկուլային շղթաներում գտնվող վերջնական կարբօքսիլային խմբերի հետ կապող ռեակցիայի՝ առաջացնելով համեմատաբար կայուն ացիլուրեա կառուցվածք, միաժամանակ կանխելով հիդրոլիզը և բարելավելով ջերմային կայունությունը:

Կարբոդիիմիդով մոդիֆիկացված MDI-ը (հայտնի է նաև որպես հեղուկացված MDI) դիֆենիլմեթան դիիզոցիանատի (MDI) հիմնական մոդիֆիկացված արտադրանքներից մեկն է: Այն ստացվում է MDI-ի խտացման ռեակցիայով կատալիզատորի ազդեցությամբ՝ կարբոդիիմիդային խմբեր առաջացնելու համար: Կարբոդիիմիդով մոդիֆիկացված MDI-ն բնութագրվում է սենյակային ջերմաստիճանում հեղուկ լինելով, հեշտ պահեստավորելով և երկար պահպանման ժամկետով: Միևնույն ժամանակ, այն կարող է զգալիորեն բարելավել պոլիուրեթանային նյութերի հիդրոլիզի դիմադրությունը:

Եթե ​​ցանկանում եք իմանալ ավելի շատ հակահիդրոլիզի միջոցների մասին, խնդրում ենք դիմելկապվեք մեզ հետ։