1.Гидролизийн эсрэг бодисуудголчлон полиэстр полимерүүдийн гидролизийн процессыг хаах зорилготой.

PBT, PET, PLA, полиуретан (TPU, CPU) зэрэг эфирийн холбоо агуулсан полимерүүдийг ашигладаг хэрэглээнд усны молекулууд нь өндөр температур, чийгшлийн нөхцөлд молекулын гинжин хэлхээний эфир эсвэл уретан холбоонд амархан халддаг. Энэ нь гинжин хэлхээний тасралт, гидролиз, полимерийн молекулын жин буурах, улмаар хэврэг болох, хагарах, гүйцэтгэл алдагдах зэрэгт хүргэдэг. Энэхүү гидролизийн процессыг зогсоохын тулд гидролизийн эсрэг бодисуудыг ашигладаг. Гидролизийн эсрэг бодисуудыг голчлон реактив ба физик гэсэн хоёр ангилалд хуваадаг. Реактив гидролизийн эсрэг бодисууд нь химийн урвалаар дамжуулан гидролизийн эхлэлийн цэгүүд буюу бүтээгдэхүүнийг арилгадаг бөгөөд энэ нь гол урсгал бөгөөд өндөр үр ашигтай аргыг төлөөлдөг. Нөгөөтэйгүүр, физик гидролизийн эсрэг бодисууд нь физик үйлчлэлээр чийгийг хааж эсвэл шингээдэг.

Физик гидролизийн дарангуйлагчид нь химийн урвалд оролцдоггүй боловч физик аргаар чийг нэвчихээс сэргийлдэг. Төлөөлөх төрөлд цеолит, кальцийн исэл (CaO), диатомын шороо, силан, лав орно. Цеолит ба кальцийн исэл нь сүвэрхэг бүтэц эсвэл химийн урвалаараа дамжуулан боловсруулалт болон ашиглалтын явцад полимерээр шингээгдсэн чийгийг шингээж, түгждэг бөгөөд голчлон боловсруулалтын өмнө чийгийн ул мөрөөс (жишээлбэл, шахах хэв, шахах гэх мэт) болж материалыг задралаас хамгаалдаг бөгөөд үндсэндээ "хатаах" шинж чанартай байдаг. Нөгөөтэйгүүр, силан ба лав нь бүтээгдэхүүний гадаргуу руу шилжиж, гидрофобик саад үүсгэдэг эсвэл давхаргатай дүүргэгч (жишээлбэл, шавар)-аар дамжуулан чийг нэвчих замыг сунгаж, голчлон материалын гадаргууг хамгаалдаг.

Урвалд ордог гидролизийн дарангуйлагчид нь полимер гинжин хэлхээний төгсгөлд байрлах карбоксил бүлгүүд (-COOH) эсвэл гидролизийн үед үүссэн карбоксил бүлгүүдтэй урвалд орж, гидролизийн автокаталитик процессыг тасалдуулж, улмаар үндсэн тогтворжуулах нөлөө үзүүлдэг. Эдгээрт голчлон карбодиимид, оксазолин, эпокси, азиридин гидролизийн дарангуйлагчид орно.

2. Карбодиимид нь хамгийн давуу талтай бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг реактив гидролизийн дарангуйлагч юм.

Карбодиимид нь одоогоор гидролизийн эсрэг бодисын хамгийн өргөн хэрэглэгддэг, үр дүнтэй ангилал юм. Тэд полимер гидролизоор үүссэн карбоксил бүлгүүдтэй урвалд орж тогтвортой N-ацилуреа үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр гидролизийн урвалын катализаторыг арилгаж, автокаталитик мөчлөгийг тасалдуулдаг. Урвалд ордог гидролизийн эсрэг бодисын өөр нэг чухал ангилал болох оксазолины деривативууд нь урвалд ордог функциональ бүлэг болох оксазолины цагирагтай байдаг. Оксазолины цагираг нь карбоксил ба гидроксил бүлгүүдтэй урвалд орж эфир амид эсвэл диэтер үүсгэж, улмаар полимерийн үзүүрийг тогтворжуулдаг. Эпокси функциональ полимерүүд нь тогтворжуулалтыг хангахын тулд эпокси бүлгүүдийн өндөр урвалд орох чадварыг ашигладаг. Эпокси бүлгүүд нь карбоксил, гидроксил, тэр ч байтугай амин бүлгүүдтэй урвалд орж, улмаар эдгээр урвалд ордог бүлгүүдийг хязгаарлаж чаддаг.

Хүснэгт: Нийтлэг урвалд ордог гидролизийн эсэргүүцэгчдийн харьцуулалт

Гидролизийн эсрэг бодисын төрлүүд	карбодиимид	Эпокси функциональ бүлгийн полимерүүд	Оксазолинидууд
Гол механизм	Энэ нь гидролизоор үүссэн карбоксил бүлгүүдтэй урвалд орж тогтвортой N-ацилуреа үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр автокаталитик мөчлөгийг тасалдуулдаг.	Түүний эпокси бүлэг нь карбоксил, гидроксил, амин бүлэг зэрэг янз бүрийн бүлгүүдтэй урвалд орж чаддаг.	Түүний оксазолин цагираг нь карбоксил ба гидроксил бүлгүүдтэй урвалд орж чаддаг.
Үндсэн давуу талууд	●Гидролизд маш өндөр тэсвэртэй бөгөөд хамгийн мэдэгдэхүйц нөлөөтэй.	●Олон үйлдэлт байдал: Энэ нь гинжин хэлхээний сунгалт болон задралд орсон молекулуудыг нөхөн сэргээх функцуудыг хослуулсан.	● Өргөн хүрээний хэрэглээтэй, хоёр үйлдэлт урвал
	Нэмэлтийн хэмжээ бага (0.5%-2.0%) бөгөөд материалын дотоод шинж чанарт хамгийн бага нөлөө үзүүлдэг.	● Хайлалтын бат бэх болон зуурамтгай чанарыг сайжруулж чадна	● Тодорхой системд нийцүүлэгч болгон ашиглаж болно.
	● Харьцангуй сайн аюулгүй байдал	● Полимерүүдтэй сайн нийцдэг
Гол сул талууд	● Харьцангуй өндөр өртөгтэй	●Гидролизын эсрэг дан бодис болохын хувьд түүний үр нөлөө нь карбодиимид шиг тодорхой биш юм.	● Зардал нь ихэвчлэн хамгийн үнэтэй байдаг
	● Голчлон карбоксил бүлгүүдийг онилно; гидроксил бүлгүүдтэй шууд урвалд ордоггүй.	● Хэт их нэмэх нь хөндлөн холбоос эсвэл гел үүсэхэд хүргэж болзошгүй.	● Ерөнхий зориулалтын хэрэглээнд үр ашгийн давуу тал дутмаг
Ердийн хэрэглээ	● Полиэстр: PBT, PET, PLA, PBAT	● Хуванцар дахин боловсруулалт: rPET-ийг засах гэх мэт.	● Полиэстр (PET, PBT)
	● Полиуретан: TPU, CPU (гутлын ул, хоолой гэх мэт)	● Полиамид (Нейлон)	●Полиамид
		● Нэг зэрэг өтгөрүүлэх шаардлагатай полиэстр системүүд	● Полимер хайлш (нийцүүлэгч болгон)

 

3. Карбодиимид нь карбоксилын хүчилтэй урвалд орж ацилуреагийн бүтэц үүсгэснээр гидролизийн процессыг хаадаг.

Полиэстр полимерүүд чийгийн тогтвортой байдал муу байдаг. Өндөр температур, чийгшлийн нөхцөлд полимер дэх эфирийн холбоо нь устай урвалд орж, макромолекулын урт гинжин бүтцийг эвдэж, терминал карбоксил бүлгүүдийг үүсгэдэг. Эдгээр терминал карбоксил бүлгүүд нь H+ ионуудыг ионжуулж, хүчилтэй гидролизийн урвалыг цаашид хурдасгаж, эцэст нь янз бүрийн материалын шинж чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулж, ашиглалтын хугацааг эрс богиносгодог. Карбодиимид (N=C=N) функциональ бүлгүүдийг агуулсан карбодиимид нэгдлүүд нь полимер гидролизын үед үүссэн карбоксил бүлгүүдтэй урвалд орж, тогтвортой ацилуреа бүтэц үүсгэж, карбоксил бүлгийн концентрацийг нэгэн зэрэг бууруулж, цаашдын гидролизоос сэргийлдэг. Эдгээр нь одоогоор хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг гидролизийн эсрэг бодисуудын нэг юм.

Карбодиимидын гидролизын эсрэг бодисууд нь олон янз байдаг бөгөөд тэдгээрийг мономер ба полимер төрөлд өргөнөөр ангилж болно. Мономер карбодиимидын нэгдлүүд нь зөвхөн нэг карбодиимидын функциональ бүлэг агуулдаг бөгөөд жижиг молекулын нэгдлүүд юм. Полимер карбодиимидын нэгдлүүд нь ихэвчлэн хоёр ба түүнээс дээш карбодиимидын функциональ бүлэг агуулдаг, харьцангуй өндөр молекул жинтэй бөгөөд урт гинжин полимер бүтцийн төрөлд багтдаг.

Мономер карбодиимидгидролизийн эсрэг бодисуудөрөөний температурт тод шараас хүрэн өнгөтэй шингэн эсвэл талстууд байдаг. Эдгээр нь органик уусгагчид уусдаг боловч усанд уусдаггүй бөгөөд өндөр цэвэршилт, хялбар бэлтгэл, өндөр урвалд орох чадвар зэрэг давуу талуудтай. 2,6-Диизопропилфенил)карбодиимид нь худалдаанд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг мономер карбодиимид антигидролизийн бодис юм.

 

Полимер карбодиимид нь өрөөний температурт шараас хүрэн нунтаг эсвэл наалдамхай шингэн бөгөөд харьцангуй молекулын масс нь ерөнхийдөө 1000-аас их байдаг бол олигомеруудын харьцангуй молекулын масс нь 2000 орчимд хянагддаг. Полимер карбодиимидийг ихэвчлэн диизоцианат мономер, катализатор, уусгагч болон төгсгөлийн таглааны бодисуудыг тохиромжтой температурт урвалд оруулж гарган авдаг. Нэгдүгээрт, диизоцианат мономерууд нь олон карбодиимид бүлэг ба изоцианатын төгсгөлийн бүлгүүдийг агуулсан преполимерийг авахын тулд катализаторын дор конденсацийн урвалд ордог. Дараа нь изоцианатын бүлгүүд нь төгсгөлийн таглааны бодисоос идэвхтэй устөрөгчтэй урвалд орж поликарбодиимид үүсгэдэг. Ердийн поликарбодиимидийг 2,4,6-триизопропилфенил-1,5-диизоцианатыг конденсацлаж, төгсгөлийг 2,6-диизопропилфенил моноизоцианатаар бүрхэж гарган авдаг.

 

4. Карбодиимидын ердийн хэрэглээний чиглэлүүд

Хамгийн түгээмэл полиэстр материал болох ПЭТ нь маш сайн механик шинж чанар, хэмжээст тогтвортой байдал, химийн эсэргүүцэл, оптик шинж чанартай бөгөөд хөдөө аж ахуй, аж үйлдвэр, барилга, анагаах ухаан, автомашины салбарт өргөн хэрэглэгддэг. ПЭТ нь ПТА болон этилен гликолын поликонденсацаар үйлдвэрлэгддэг; эфирийн холбоо нь гидролизийн задралд маш мэдрэмтгий тул полимерийн зуурамтгай чанар буурч, гүйцэтгэл нь ноцтой муудахад хүргэдэг. ПЭТ гидролиз нь түүний дараагийн бүтээгдэхүүнийг өндөр температурт, чийглэг эсвэл гадаа орчинд хэрэглэхийг хязгаарладаг. Холбогдох судалгаагаар хальсан дээж бэлтгэхийн тулд ПЭТ мастербатад мономер гидролизийн эсрэг бодис оруулах нь хальсан бүтээгдэхүүний дулаанд тэсвэртэй байдал, чийгийн дулаанд хөгшрөлт, тасрах үед суналтыг сайжруулдаг болохыг тогтоожээ. Үнэрт карбодиимид нь гидролизийн сайн гүйцэтгэлийг харуулдаг.

Полиуретан синтез нь олон төрлийн мономерийг ашигладаг, хяналттай урвал явуулах боломжийг олгодог бөгөөд өндөр бат бэх, үрэлтэд тэсвэртэй, температурт сайн тэсвэртэй, боловсруулалтын хялбар байдал зэрэг давуу талуудыг санал болгодог. Энэ нь цавуу, бүрхүүл, эластомер, хөөсөн хуванцар, синтетик утас зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг. Полиэстр хэлбэрийн полиуретаныг молекулын гинжин хэлхээндээ олон эфирийн холбоо агуулсан олигомер полиэстр полиолуудаас бэлтгэдэг бөгөөд энэ нь гидролизийн эсэргүүцлийг бууруулдаг. Карбодиимидын гидролизийн эсрэг бодисууд нь полиуретан синтезд хамгийн бага сөрөг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд синтезийн явцад полиэстр полиолд нэмж болно. Цаашилбал, изоцианатын конденсацаар бэлтгэсэн полимер карбодиимидууд нь -N=C=O төгсгөлийн бүлгүүдийг агуулдаг тул гидролизд тэсвэртэй полиуретан бэлтгэх урвалд оролцох боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад, полиуретан холих явцад карбодиимид нэмж болно. Холбогдох судалгаагаар карбодиимид нэмэх нь полиэстр полиолын анхны хүчлийн утгыг бууруулж, полиэстр гидролизийг дарангуйлж, TPU-ийн гидролизийн эсэргүүцлийг үр дүнтэй сайжруулж болохыг харуулсан.

PBAT, PLA, полигликолын хүчил (PGA) зэрэг полиэстр дээр суурилсан био задралд ордог полимерүүд нь био нийцтэй байдал, био задралд ордог чанар, аюулгүй байдал, хоргүй байдал, сайн физик, механик шинж чанартай бөгөөд эмнэлгийн хэрэгсэл, сав баглаа боодлын материал, хөдөө аж ахуйд маш их ирээдүйтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр био задралд ордог материалууд бүгд гидролиз болон дулааны тогтвортой байдал муутай тул боловсруулалт, хадгалалт, хэрэглээний явцад амархан задарч, гүйцэтгэл муудаж, хүлээгдэж буй ашиглалтын хугацаандаа хүрч чаддаггүй. Карбодиимид нь PBAT, PLA, PGA-ийн молекулын гинжин хэлхээнд терминалын карбоксил бүлгүүдтэй хаалтын урвалд орж, харьцангуй тогтвортой ацилурийн бүтцийг бий болгож, гидролизийг дарангуйлж, дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Карбодиимидээр өөрчилсөн MDI (шингэрүүлсэн MDI гэгддэг) нь дифенилметан диизоцианат (MDI)-ийн үндсэн өөрчилсөн бүтээгдэхүүний нэг юм. Энэ нь катализаторын үйлчлэлээр MDI-ийн конденсацийн урвалаар карбодиимид бүлгийг үүсгэдэг. Карбодиимидээр өөрчилсөн MDI нь өрөөний температурт шингэн, хадгалахад хялбар, хадгалах хугацаа урт байдаг гэдгээрээ онцлог юм. Үүний зэрэгцээ полиуретан материалын гидролизийн эсэргүүцлийг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна.

Хэрэв та гидролизийн эсрэг бүтээгдэхүүний талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсвэл манайд хандана уубидэнтэй холбогдоно уу.