1.अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सप्रामुख्याने पॉलिस्टर पॉलिमरच्या हायड्रोलिसिस प्रक्रियेला अडथळा आणण्याचे उद्दिष्ट आहे.

पीबीटी, पीईटी, पीएलए आणि पॉलीयुरेथेन (टीपीयू, सीपीयू) सारख्या एस्टर बॉन्ड्स असलेल्या पॉलिमर वापरताना, पाण्याचे रेणू उच्च तापमान आणि आर्द्रतेच्या परिस्थितीत आण्विक साखळीतील एस्टर किंवा युरेथेन बॉन्ड्सवर सहजपणे हल्ला करतात. यामुळे साखळी तुटणे आणि हायड्रॉलिसिस, पॉलिमर आण्विक वजन कमी होणे आणि परिणामी, ठिसूळपणा, क्रॅकिंग आणि कार्यक्षमता कमी होणे होते. या हायड्रॉलिसिस प्रक्रियेचा प्रतिकार करण्यासाठी अँटी-हायड्रॉलिसिस एजंट्सचा वापर केला जातो. अँटी-हायड्रॉलिसिस एजंट्स प्रामुख्याने दोन श्रेणींमध्ये विभागले जातात: प्रतिक्रियाशील आणि भौतिक. प्रतिक्रियाशील अँटी-हायड्रॉलिसिस एजंट्स रासायनिक अभिक्रियांद्वारे हायड्रॉलिसिसच्या आरंभ स्थळे किंवा उत्पादनांना नष्ट करतात, जे मुख्य प्रवाहातील आणि अत्यंत कार्यक्षम पद्धतीचे प्रतिनिधित्व करतात. दुसरीकडे, भौतिक अँटी-हायड्रॉलिसिस एजंट्स भौतिक क्रियेद्वारे ओलावा अवरोधित करतात किंवा शोषून घेतात.

भौतिक हायड्रोलिसिस इनहिबिटर रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेत नाहीत परंतु भौतिक माध्यमांद्वारे ओलावा प्रवेश रोखतात. प्रतिनिधी प्रकारांमध्ये झिओलाइट्स, कॅल्शियम ऑक्साईड (CaO), डायटोमेशियस अर्थ, सिलेन्स आणि मेण यांचा समावेश आहे. झिओलाइट्स आणि कॅल्शियम ऑक्साईड, त्यांच्या सच्छिद्र रचनेद्वारे किंवा रासायनिक अभिक्रियांद्वारे, प्रक्रिया आणि वापर दरम्यान पॉलिमरद्वारे शोषलेला ओलावा शोषून घेतात आणि लॉक करतात, प्रामुख्याने प्रक्रिया करण्यापूर्वी (जसे की इंजेक्शन मोल्डिंग आणि एक्सट्रूझन) कमी प्रमाणात ओलावा असल्याने सामग्रीचे क्षय होण्यापासून संरक्षण करतात, मूलतः "डेसिकंट" गुणधर्म म्हणून काम करतात. दुसरीकडे, सिलेन्स आणि मेण उत्पादनाच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित होतात, हायड्रोफोबिक अडथळा तयार करतात किंवा स्तरित फिलरद्वारे (जसे की चिकणमाती) ओलावा प्रवेश मार्ग वाढवतात, प्रामुख्याने सामग्रीच्या पृष्ठभागाचे संरक्षण करतात.

रिअॅक्टिव्ह हायड्रोलिसिस इनहिबिटर पॉलिमर चेनच्या टोकांवर असलेल्या कार्बोक्सिल गटांसह (-COOH) किंवा हायड्रोलिसिस दरम्यान निर्माण होणाऱ्या कार्बोक्सिल गटांसह प्रतिक्रिया देऊ शकतात, ज्यामुळे हायड्रोलिसिसच्या ऑटोकॅटॅलिटिक प्रक्रियेत व्यत्यय येतो आणि अशा प्रकारे मूलभूत स्थिरीकरण परिणाम प्राप्त होतो. यामध्ये प्रामुख्याने कार्बोडायमाइड, ऑक्साझोलिन, इपॉक्सी आणि अ‍ॅझिरिडाइन हायड्रोलिसिस इनहिबिटर समाविष्ट आहेत.

२. कार्बोडायमाइड हे सर्वात फायदेशीर आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे रिअॅक्टिव्ह हायड्रोलिसिस इनहिबिटर आहे.

कार्बोडायमाइड्स सध्या अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा सर्वात जास्त वापरला जाणारा आणि प्रभावी वर्ग आहे. ते पॉलिमर हायड्रोलिसिसद्वारे तयार केलेल्या कार्बोक्सिल गटांसह प्रतिक्रिया देऊन स्थिर एन-अ‍ॅसिल्युरिया तयार करतात, ज्यामुळे हायड्रोलिसिस अभिक्रियेसाठी उत्प्रेरक नष्ट होतो आणि ऑटोकॅटॅलिटिक सायकलमध्ये व्यत्यय येतो. ऑक्सॅझोलिन डेरिव्हेटिव्ह्ज, रिअॅक्टिव्ह अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा आणखी एक महत्त्वाचा वर्ग, त्यांच्या रिअॅक्टिव्ह फंक्शनल ग्रुप म्हणून ऑक्सॅझोलिन रिंग असतो. ऑक्सॅझोलिन रिंग कार्बोक्सिल आणि हायड्रॉक्सिल दोन्ही गटांसह प्रतिक्रिया देऊन एस्टर अमाइड्स किंवा डायस्टर तयार करू शकते, अशा प्रकारे पॉलिमर एंड्स स्थिर करते. इपॉक्सी-फंक्शनलाइज्ड पॉलिमर स्थिरीकरण प्रदान करण्यासाठी इपॉक्सी गटांच्या उच्च प्रतिक्रियाशीलतेचा वापर करतात. इपॉक्सी गट कार्बोक्सिल, हायड्रॉक्सिल आणि अगदी अमीनो गटांसह प्रतिक्रिया देऊ शकतात, ज्यामुळे या रिअॅक्टिव्ह गटांना कॅपिंग केले जाते.

सारणी: सामान्य प्रतिक्रियाशील जलविच्छेदन प्रतिरोधकांची तुलना

अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचे प्रकार	कार्बोडायमाइड	इपॉक्सी फंक्शनल ग्रुप पॉलिमर	ऑक्साझोलिनाइड्स
कोर यंत्रणा	ते हायड्रोलिसिसद्वारे तयार होणाऱ्या कार्बोक्सिल गटांशी प्रतिक्रिया देऊन स्थिर एन-अ‍ॅसिल्युरिया निर्माण करते, त्यामुळे ऑटोकॅटॅलिटिक चक्रात व्यत्यय येतो.	त्याचा इपॉक्सी गट कार्बोक्सिल, हायड्रॉक्सिल आणि अमिनो गटांसारख्या विविध गटांशी प्रतिक्रिया देऊ शकतो.	त्याची ऑक्साझोलिन रिंग कार्बोक्सिल आणि हायड्रॉक्सिल गटांसह प्रतिक्रिया देऊ शकते.
मुख्य फायदे	● हायड्रोलिसिसला अत्यंत उच्च प्रतिकार, सर्वात लक्षणीय परिणामासह.	● बहुकार्यक्षमता: हे साखळी विस्तार आणि खराब झालेल्या रेणूंची दुरुस्ती ही कार्ये एकत्र करते.	● विविध अनुप्रयोगांसह द्विकार्यात्मक अभिक्रिया
	जोडण्याचे प्रमाण कमी आहे (०.५%-२.०%), सामग्रीच्या अंतर्गत गुणधर्मांवर कमीत कमी परिणाम होतो.	● वितळण्याची शक्ती आणि चिकटपणा सुधारू शकतो	● काही विशिष्ट प्रणालींमध्ये सुसंगतता म्हणून वापरले जाऊ शकते.
	● तुलनेने चांगली सुरक्षितता	● पॉलिमरसह चांगली सुसंगतता
मुख्य तोटे	● तुलनेने जास्त किंमत	● एकच अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट म्हणून, त्याची कार्यक्षमता कार्बोडायमाइडइतकी विशिष्ट नाही.	● खर्च सहसा सर्वात महाग असतो
	● प्रामुख्याने कार्बोक्सिल गटांना लक्ष्य करते; हायड्रॉक्सिल गटांशी थेट प्रतिक्रिया देत नाही.	● जास्त प्रमाणात जोडल्याने क्रॉस-लिंकिंग किंवा जेलेशन होऊ शकते.	● सामान्य वापरात कार्यक्षमता कमी असणे.
ठराविक अनुप्रयोग	● पॉलिस्टर: पीबीटी, पीईटी, पीएलए, पीबीएटी	● प्लास्टिक पुनर्वापर: rPET दुरुस्ती, इ.	● पॉलिस्टर (पीईटी, पीबीटी)
	● पॉलीयुरेथेन: टीपीयू, सीपीयू (शू सोल, होसेस इ.)	● पॉलिमाइड (नायलॉन)	● पॉलिमाइड
		● पॉलिस्टर सिस्टीम ज्यांना एकाच वेळी जाड होणे आवश्यक आहे	● पॉलिमर मिश्रधातू (एक सुसंगतता म्हणून)

 

३. कार्बोडायमाइड कार्बोक्झिलिक आम्लांसोबत अभिक्रिया करून अ‍ॅसिल्युरिया संरचना तयार करून हायड्रोलिसिस प्रक्रिया अवरोधित करते.

पॉलिस्टर पॉलिमरमध्ये ओलावा स्थिरता कमी असते. उच्च तापमान आणि आर्द्रतेच्या परिस्थितीत, पॉलिमरमधील एस्टर बंध पाण्याशी प्रतिक्रिया देतात, ज्यामुळे मॅक्रोमोलेक्यूलची लांब-साखळी रचना तुटते आणि टर्मिनल कार्बोक्सिल गट तयार होतात. हे टर्मिनल कार्बोक्सिल गट H+ आयन आयनीकरण करू शकतात, ज्यामुळे आम्लासह हायड्रॉलिसिस अभिक्रिया आणखी उत्प्रेरक होते, ज्यामुळे शेवटी विविध भौतिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय घट होते आणि सेवा आयुष्य खूपच कमी होते. कार्बोडाइमाइड (N=C=N) कार्यात्मक गट असलेले कार्बोडाइमाइड संयुगे पॉलिमर हायड्रॉलिसिस दरम्यान निर्माण झालेल्या कार्बोक्सिल गटांशी प्रतिक्रिया देऊन स्थिर अ‍ॅसिल्युरिया संरचना तयार करू शकतात, एकाच वेळी कार्बोक्सिल गटाची एकाग्रता कमी करतात आणि पुढील हायड्रॉलिसिस रोखतात. ते सध्या उपलब्ध असलेल्या सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या अँटी-हायड्रॉलिसिस एजंट्सपैकी एक आहेत.

कार्बोडायमाइड अँटीहायड्रोलिसिस एजंट्स विविध आहेत आणि त्यांचे विस्तृतपणे मोनोमेरिक आणि पॉलिमरिक प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. मोनोमेरिक कार्बोडायमाइड संयुगेमध्ये फक्त एक कार्बोडायमाइड कार्यात्मक गट असतो आणि ते लहान रेणू संयुगे असतात. पॉलिमरिक कार्बोडायमाइड संयुगे सामान्यतः दोन किंवा अधिक कार्बोडायमाइड कार्यात्मक गट असतात, त्यांचे आण्विक वजन तुलनेने जास्त असते आणि ते दीर्घ-साखळी पॉलिमर संरचना प्रकाराशी संबंधित असतात.

मोनोमेरिक कार्बोडायमाइडअँटीहायड्रोलिसिस एजंट्सखोलीच्या तापमानाला तेजस्वी पिवळे ते तपकिरी द्रव किंवा स्फटिक असतात. ते सेंद्रिय द्रावकांमध्ये विरघळणारे असतात परंतु पाण्यात अघुलनशील असतात आणि त्यांचे उच्च शुद्धता, साधी तयारी आणि उच्च प्रतिक्रियाशीलता असे फायदे आहेत. 2,6-डायसोप्रोपिलफेनिल) कार्बोडायमाइड हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे व्यावसायिकरित्या उपलब्ध मोनोमेरिक कार्बोडायमाइड अँटीहायड्रोलिसिस एजंट आहे.

 

पॉलिमरिक कार्बोडायमाइड्स हे खोलीच्या तापमानाला पिवळ्या ते तपकिरी रंगाचे पावडर किंवा चिकट द्रव असतात, ज्यांचे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान साधारणपणे १००० पेक्षा जास्त असते, तर ऑलिगोमरचे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान २००० च्या आसपास नियंत्रित केले जाते. पॉलिमरिक कार्बोडायमाइड्स सामान्यतः डायसोसायनेट मोनोमर्स, उत्प्रेरक, सॉल्व्हेंट्स आणि एंड-कॅपिंग एजंट्सना योग्य तापमानावर प्रतिक्रिया देऊन मिळवले जातात. प्रथम, डायसोसायनेट मोनोमर्स एका उत्प्रेरकाच्या अंतर्गत संक्षेपण अभिक्रिया करतात जेणेकरून अनेक कार्बोडायमाइड गट आणि आयसोसायनेट एंड गट असलेले प्रीपॉलिमर प्राप्त होईल. नंतर, आयसोसायनेट गट पॉलीकार्बोडायमाइड्स मिळविण्यासाठी एंड-कॅपिंग एजंटमधून सक्रिय हायड्रोजनसह प्रतिक्रिया देतात. सामान्य पॉलीकार्बोडायमाइड्स २,४,६-ट्रायसोप्रोपिलफेनिल-१,५-डायसोसायनेटचे संक्षेपण करून आणि २,६-डायसोप्रोपिलफेनिल मोनोआयसोसायनेटसह एंड-कॅपिंग करून मिळवले जातात.

 

४. कार्बोडायमाइडच्या वापराची विशिष्ट क्षेत्रे

सर्वात सामान्य पॉलिस्टर मटेरियल म्हणून, पीईटीमध्ये उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, आयामी स्थिरता, रासायनिक प्रतिकार आणि ऑप्टिकल गुणधर्म आहेत आणि ते शेती, उद्योग, बांधकाम, वैद्यकीय आणि ऑटोमोटिव्ह क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. पीईटी पीटीए आणि इथिलीन ग्लायकॉलच्या पॉलीकॉन्डेन्सेशनद्वारे तयार केले जाते; एस्टर बॉन्ड्स हायड्रोलाइटिक डिग्रेडेशनसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात, ज्यामुळे पॉलिमर स्निग्धता कमी होते आणि कामगिरीत गंभीर बिघाड होतो. पीईटी हायड्रोलिसिस उच्च-तापमान, दमट किंवा बाहेरील वातावरणात त्याच्या डाउनस्ट्रीम उत्पादनांचा वापर मर्यादित करते. संबंधित संशोधनात असे आढळून आले आहे की फिल्म नमुने तयार करण्यासाठी पीईटी मास्टरबॅचमध्ये मोनोमेरिक अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्स समाविष्ट केल्याने फिल्म उत्पादनांच्या ब्रेकवर उष्णता प्रतिरोध, ओलसर उष्णता वृद्धत्व आणि वाढ सुधारते. सुगंधी कार्बोडायमाइड विशेषतः चांगले हायड्रोलिसिस कामगिरी दर्शवते.

पॉलीयुरेथेन संश्लेषण विविध प्रकारच्या मोनोमरचा वापर करते, नियंत्रित प्रतिक्रियांना परवानगी देते आणि उच्च शक्ती, घर्षण प्रतिरोध, चांगला तापमान प्रतिकार आणि प्रक्रिया सुलभता असे फायदे देते. हे अॅडेसिव्ह, कोटिंग्ज, इलास्टोमर, फोम केलेले प्लास्टिक आणि सिंथेटिक फायबरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. पॉलिस्टर-प्रकारचे पॉलीयुरेथेन ऑलिगोमेरिक पॉलिस्टर पॉलीओल्सपासून तयार केले जाते, ज्यामध्ये त्यांच्या आण्विक साखळ्यांमध्ये अनेक एस्टर बंध असतात, ज्यामुळे हायड्रोलिसिस प्रतिरोध कमी होतो. कार्बोडायमाइड अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा पॉलीयुरेथेन संश्लेषणावर कमीत कमी प्रतिकूल परिणाम होतो आणि संश्लेषण प्रक्रियेदरम्यान पॉलिस्टर पॉलीओलमध्ये जोडता येतो. शिवाय, आयसोसायनेट कंडेन्सेशनद्वारे तयार केलेल्या पॉलिमरिक कार्बोडायमाइड्समध्ये -N=C=O एंड ग्रुप असतात, ज्यामुळे ते हायड्रोलिसिस-प्रतिरोधक पॉलीयुरेथेन तयार करण्यासाठी अभिक्रियेत सहभागी होऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, पॉलीयुरेथेन मिश्रणादरम्यान कार्बोडायमाइड्स जोडले जाऊ शकतात. संबंधित अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की कार्बोडायमाइड्स जोडल्याने पॉलिस्टर पॉलीओलचे प्रारंभिक आम्ल मूल्य कमी होऊ शकते, पॉलिस्टर हायड्रोलिसिस रोखू शकते आणि TPU चा हायड्रोलिसिस प्रतिकार प्रभावीपणे सुधारू शकतो.

पॉलिस्टर-आधारित बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर जसे की PBAT, PLA आणि पॉलीग्लायकोलिक अॅसिड (PGA) मध्ये चांगली जैव सुसंगतता, जैवविघटनशीलता, सुरक्षितता, विषारीपणा नसणे आणि चांगले भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म असतात, जे वैद्यकीय उपकरणे, पॅकेजिंग साहित्य आणि शेतीमध्ये उत्तम आशादायक असतात. तथापि, हे सर्व जैवविघटनशील पदार्थ खराब हायड्रोलाइटिक आणि थर्मल स्थिरतेमुळे ग्रस्त असतात, प्रक्रिया, साठवणूक आणि वापर दरम्यान सहजपणे खराब होतात, ज्यामुळे कामगिरी कमी होते आणि त्यांचे अपेक्षित आयुष्यमान गाठण्यात अपयश येते. कार्बोडाइमाइड PBAT, PLA आणि PGA च्या आण्विक साखळ्यांमधील टर्मिनल कार्बोक्सिल गटांसह कॅपिंग प्रतिक्रिया अनुभवू शकते ज्यामुळे तुलनेने स्थिर अ‍ॅसिल्युरिया रचना निर्माण होते, एकाच वेळी हायड्रोलिसिस रोखते आणि थर्मल स्थिरता सुधारते.

कार्बोडायमाइड-सुधारित एमडीआय (ज्याला द्रवीभूत एमडीआय असेही म्हणतात) हे डायफेनिलमिथेन डायसोसायनेट (एमडीआय) च्या मुख्य सुधारित उत्पादनांपैकी एक आहे. कार्बोडायमाइड गट तयार करण्यासाठी उत्प्रेरकाच्या कृती अंतर्गत एमडीआयच्या संक्षेपण अभिक्रियेद्वारे ते तयार केले जाते. कार्बोडायमाइड-सुधारित एमडीआय खोलीच्या तपमानावर द्रव, साठवण्यास सोपे आणि दीर्घ शेल्फ लाइफ असलेले वैशिष्ट्य आहे. त्याच वेळी, ते पॉलीयुरेथेन सामग्रीच्या हायड्रोलिसिस प्रतिरोधात लक्षणीय सुधारणा करू शकते.

जर तुम्हाला अधिक अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट उत्पादने जाणून घ्यायची असतील तर मोकळ्या मनानेआमच्याशी संपर्क साधा.