1.अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्समुख्यतः पॉलिस्टर पॉलिमरच्या हायड्रोलिसिस प्रक्रियेला अवरोधित करण्याचे उद्दिष्ट आहे.

पीबीटी, पीईटी, पीएलए आणि पॉलीयुरेथेन (टीपीयू, सीपीयू) यांसारख्या एस्टर बंध असलेल्या पॉलिमरचा वापर करणाऱ्या अनुप्रयोगांमध्ये, उच्च तापमान आणि आर्द्रतेच्या परिस्थितीत पाण्याचे रेणू आण्विक साखळीतील एस्टर किंवा युरेथेन बंधांवर सहजपणे हल्ला करतात. यामुळे साखळी तुटते आणि जलविघटन होते, पॉलिमरच्या आण्विक वजनात घट होते आणि परिणामी, ठिसूळपणा, तडे जाणे आणि कार्यक्षमतेत घट होते. या जलविघटन प्रक्रियेला रोखण्यासाठी जलविघटन-प्रतिबंधक घटक वापरले जातात. जलविघटन-प्रतिबंधक घटकांचे मुख्यत्वे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते: प्रतिक्रियाशील आणि भौतिक. प्रतिक्रियाशील जलविघटन-प्रतिबंधक घटक रासायनिक अभिक्रियांद्वारे जलविघटनाची आरंभस्थाने किंवा उत्पादने नष्ट करतात, जी एक मुख्य आणि अत्यंत कार्यक्षम पद्धत आहे. याउलट, भौतिक जलविघटन-प्रतिबंधक घटक भौतिक क्रियेद्वारे ओलावा रोखतात किंवा शोषून घेतात.

भौतिक जलविघटन प्रतिबंधक रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेत नाहीत, परंतु भौतिक मार्गांनी ओलावा आत शिरण्यास प्रतिबंध करतात. प्रातिनिधिक प्रकारांमध्ये झिओलाइट्स, कॅल्शियम ऑक्साईड (CaO), डायटोमेशियस अर्थ, सिलेन आणि मेण यांचा समावेश होतो. झिओलाइट्स आणि कॅल्शियम ऑक्साईड, त्यांच्या सच्छिद्र रचनेद्वारे किंवा रासायनिक अभिक्रियांमुळे, प्रक्रियेदरम्यान आणि वापरादरम्यान पॉलिमरने शोषलेला ओलावा शोषून घेतात आणि बंदिस्त करतात. ते प्रामुख्याने प्रक्रियेपूर्वी (जसे की इंजेक्शन मोल्डिंग आणि एक्सट्रूजन) अल्प प्रमाणात असलेल्या ओलाव्यामुळे होणाऱ्या पदार्थाच्या ऱ्हासापासून त्याचे संरक्षण करतात आणि मूलतः "शुष्कक" (desiccant) गुणधर्मांप्रमाणे कार्य करतात. याउलट, सिलेन आणि मेण उत्पादनाच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित होऊन एक जल-प्रतिबंधक (hydrophobic) अडथळा निर्माण करतात, किंवा स्तरित फिलर्सद्वारे (जसे की चिकणमाती) ओलावा आत शिरण्याचा मार्ग वाढवतात आणि प्रामुख्याने पदार्थाच्या पृष्ठभागाचे संरक्षण करतात.

प्रतिक्रियाशील जलविघटन प्रतिबंधक हे पॉलिमर साखळ्यांच्या टोकांवरील कार्बोक्सिल गटांशी (-COOH) किंवा जलविघटनादरम्यान तयार होणाऱ्या कार्बोक्सिल गटांशी अभिक्रिया करून, जलविघटनाच्या स्वयंप्रेरित प्रक्रियेत व्यत्यय आणतात आणि अशा प्रकारे मूलभूत स्थिरीकरण परिणाम साधतात. यामध्ये प्रामुख्याने कार्बोडायमाइड, ऑक्सॅझोलिन, इपॉक्सी आणि अझिरिडिन जलविघटन प्रतिबंधकांचा समावेश होतो.

२. कार्बोडायमाइड हा सर्वात फायदेशीर आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरला जाणारा प्रतिक्रियाशील जलविघटन प्रतिबंधक आहे.

कार्बोडायमाइड्स हे सध्या अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा सर्वात जास्त वापरला जाणारा आणि प्रभावी वर्ग आहे. ते पॉलिमरच्या हायड्रोलिसिसमुळे तयार झालेल्या कार्बोक्सिल गटांशी अभिक्रिया करून स्थिर एन-अ‍ॅसिलयुरिया तयार करतात, ज्यामुळे हायड्रोलिसिस अभिक्रियेसाठी उत्प्रेरक नाहीसा होतो आणि स्व-उत्प्रेरक चक्रात व्यत्यय येतो. ऑक्सॅझोलिन डेरिव्हेटिव्ह्ज, जे प्रतिक्रियाशील अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा आणखी एक महत्त्वाचा वर्ग आहे, त्यांच्यामध्ये ऑक्सॅझोलिन रिंग हा प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक गट असतो. ऑक्सॅझोलिन रिंग कार्बोक्सिल आणि हायड्रॉक्सिल दोन्ही गटांशी अभिक्रिया करून एस्टर अमाइड्स किंवा डायएस्टर्स तयार करू शकते, ज्यामुळे पॉलिमरची टोके स्थिर होतात. इपॉक्सी-कार्यात्मक पॉलिमर स्थिरीकरण प्रदान करण्यासाठी इपॉक्सी गटांच्या उच्च प्रतिक्रियाशीलतेचा उपयोग करतात. इपॉक्सी गट कार्बोक्सिल, हायड्रॉक्सिल आणि अगदी अमिनो गटांशीही अभिक्रिया करू शकतात, ज्यामुळे हे प्रतिक्रियाशील गट बंद होतात.

सारणी: सामान्य प्रतिक्रियाशील जलविघटन प्रतिरोधकांची तुलना

जलविघटन विरोधी घटकांचे प्रकार	कार्बोडायमाइड	इपॉक्सी कार्यात्मक गट पॉलिमर	ऑक्साझोलिनाइड्स
मुख्य यंत्रणा	ते जलविघटनाने तयार झालेल्या कार्बोक्सिल गटांशी अभिक्रिया करून स्थिर एन-अ‍ॅसिलयुरिया तयार करते, ज्यामुळे स्वयंप्रेरक चक्रात व्यत्यय येतो.	त्याचा इपॉक्सी गट कार्बोक्सिल, हायड्रॉक्सिल आणि अमिनो गटांसारख्या विविध गटांशी अभिक्रिया करू शकतो.	त्याची ऑक्सॅझोलिन रिंग कार्बोक्सिल आणि हायड्रॉक्सिल गटांशी अभिक्रिया करू शकते.
मुख्य फायदे	●जलविघटनास अत्यंत उच्च प्रतिकारशक्ती, ज्यामुळे सर्वात लक्षणीय परिणाम होतो.	●बहुकार्यक्षमता: यात साखळी विस्तार आणि विघटित रेणूंची दुरुस्ती या कार्यांचा संयोग आहे.	● द्विकार्यात्मक अभिक्रिया, जिचे अनेक उपयोग आहेत
	मिश्रित करण्याचे प्रमाण कमी (०.५%-२.०%) असून, त्याचा पदार्थाच्या मूळ गुणधर्मांवर नगण्य परिणाम होतो.	● वितळण्याची शक्ती आणि चिकटपणा सुधारू शकते	● विशिष्ट प्रणालींमध्ये कंपॅटिबिलिझर म्हणून वापरता येते.
	● तुलनेने चांगली सुरक्षितता	● पॉलिमरसोबत चांगली सुसंगतता
मुख्य तोटे	● तुलनेने जास्त खर्च	●एकल अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट म्हणून, त्याची कार्यक्षमता कार्बोडायमाइडइतकी विशिष्ट नाही.	● खर्च सहसा सर्वात महाग असतो
	● प्रामुख्याने कार्बोक्सिल गटांना लक्ष्य करते; हायड्रॉक्सिल गटांशी थेट अभिक्रिया करत नाही.	● अतिरिक्त प्रमाणात मिसळल्यास क्रॉस-लिंकिंग किंवा जेलेशन होऊ शकते.	● सर्वसाधारण वापराच्या अनुप्रयोगांमध्ये कार्यक्षमतेचा फायदा मिळत नाही
ठराविक अनुप्रयोग	● पॉलिस्टर: पीबीटी, पीईटी, पीएलए, पीबीएटी	● प्लास्टिक पुनर्वापर: आरपीईटी (rPET) इत्यादींची दुरुस्ती.	● पॉलिस्टर (पीईटी, पीबीटी)
	● पॉलीयुरेथेन: टीपीयू, सीपीयू (बुटांचे तळवे, होसेस, इत्यादी)	● पॉलिअमाइड (नायलॉन)	●पॉलिअमाइड
		● एकाच वेळी घट्ट होण्याची आवश्यकता असलेल्या पॉलिस्टर प्रणाली	● पॉलिमर मिश्रधातू (सुसंगतताकारक म्हणून)

 

3. कार्बोडायमाइड, कार्बोक्सिलिक आम्लांसोबत अभिक्रिया करून ॲसिलयुरिया संरचना तयार करतो आणि त्यामुळे जलविघटन प्रक्रियेत अडथळा येतो.

पॉलिस्टर पॉलिमरमध्ये आर्द्रतेच्या बाबतीत स्थिरता कमी असते. उच्च तापमान आणि आर्द्रतेच्या परिस्थितीत, पॉलिमरमधील एस्टर बंध पाण्यासोबत अभिक्रिया करतात, ज्यामुळे मॅक्रोमोलेक्यूलची लांब-साखळी रचना तुटते आणि टर्मिनल कार्बोक्झिल गट तयार होतात. हे टर्मिनल कार्बोक्झिल गट H+ आयनांचे आयनीकरण करू शकतात, ज्यामुळे आम्लासोबत होणाऱ्या हायड्रोलिसिस अभिक्रियेला अधिक चालना मिळते. याचा अंतिम परिणाम म्हणून, पदार्थांच्या विविध गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय घट होते आणि सेवा आयुष्य मोठ्या प्रमाणात कमी होते. कार्बोडायमाइड (N=C=N) कार्यात्मक गट असलेली कार्बोडायमाइड संयुगे, पॉलिमरच्या हायड्रोलिसिस दरम्यान तयार झालेल्या कार्बोक्झिल गटांसोबत अभिक्रिया करून स्थिर ॲसिलयुरिया संरचना तयार करतात, ज्यामुळे एकाच वेळी कार्बोक्झिल गटांची घनता कमी होते आणि पुढील हायड्रोलिसिसला प्रतिबंध होतो. सध्या उपलब्ध असलेल्या सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या हायड्रोलिसिस-प्रतिबंधक घटकांपैकी हे एक आहेत.

कार्बोडायमाइड अँटीहायड्रोलिसिस एजंट्स विविध प्रकारचे असून त्यांचे ढोबळमानाने मोनोमेरिक आणि पॉलिमेरिक प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते. मोनोमेरिक कार्बोडायमाइड संयुगांमध्ये फक्त एक कार्बोडायमाइड कार्यात्मक गट असतो आणि ती लहान रेणूंची संयुगे असतात. पॉलिमेरिक कार्बोडायमाइड संयुगांमध्ये सामान्यतः दोन किंवा अधिक कार्बोडायमाइड कार्यात्मक गट असतात, त्यांचे रेणूभार तुलनेने जास्त असतो आणि ती दीर्घ-शृंखला पॉलिमर संरचना प्रकारात मोडतात.

मोनोमेरिक कार्बोडायमाइडअँटीहायड्रोलिसिस एजंट्ससामान्य तापमानाला ते चमकदार पिवळ्या ते तपकिरी रंगाचे द्रव किंवा स्फटिक असतात. ते सेंद्रिय द्रावकांमध्ये विरघळतात परंतु पाण्यात अविद्राव्य असतात आणि उच्च शुद्धता, सोपी निर्मिती व उच्च अभिक्रियाशीलता यांसारखे फायदे देतात. २,६-डायसोप्रोपिलफेनिल)कार्बोडायमाइड हा व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेला सर्वात जास्त वापरला जाणारा एकलक कार्बोडायमाइड प्रतिजलविघटनकारक आहे.

 

पॉलिमेरिक कार्बोडायमाइड्स सामान्य तापमानाला पिवळ्या ते तपकिरी रंगाची पावडर किंवा चिकट द्रव असतात, ज्यांचे सापेक्ष रेणवीय वस्तुमान साधारणपणे १००० पेक्षा जास्त असते, तर ओलिगोमर्सचे सापेक्ष रेणवीय वस्तुमान सुमारे २००० वर नियंत्रित केले जाते. पॉलिमेरिक कार्बोडायमाइड्स सामान्यतः डायआयसोसायनेट मोनोमर्स, उत्प्रेरक, द्रावक आणि एंड-कॅपिंग एजंट्स यांच्यात योग्य तापमानावर अभिक्रिया घडवून मिळवले जातात. प्रथम, डायआयसोसायनेट मोनोमर्स एका उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत संघनन अभिक्रियेतून जातात, ज्यामुळे अनेक कार्बोडायमाइड गट आणि आयसोसायनेट एंड गट असलेला एक प्रीपॉलिमर मिळतो. त्यानंतर, हे आयसोसायनेट गट एंड-कॅपिंग एजंटमधील सक्रिय हायड्रोजनसोबत अभिक्रिया करून पॉलिकार्बोडायमाइड्स मिळवतात. २,४,६-ट्रायआयसोप्रोपिलफेनिल-१,५-डायआयसोसायनेटचे संघनन करून आणि २,६-डायआयसोप्रोपिलफेनिल मोनोआयसोसायनेटने एंड-कॅपिंग करून विशिष्ट पॉलिकार्बोडायमाइड्स मिळवले जातात.

 

४. कार्बोडायमाइडच्या वापराची सामान्य क्षेत्रे

सर्वात सामान्य पॉलिस्टर मटेरियल म्हणून, PET मध्ये उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, आकारमान स्थिरता, रासायनिक प्रतिकारशक्ती आणि ऑप्टिकल गुणधर्म आहेत, आणि त्याचा वापर कृषी, उद्योग, बांधकाम, वैद्यकीय आणि ऑटोमोटिव्ह क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. PET हे PTA आणि एथिलीन ग्लायकॉलच्या पॉलिकॉन्डेंसेशनद्वारे तयार केले जाते; एस्टर बंध हायड्रोलिटिक ऱ्हासासाठी अत्यंत संवेदनशील असतात, ज्यामुळे पॉलिमरच्या चिकटपणात घट होते आणि कार्यक्षमतेत गंभीर घट होते. PET च्या हायड्रोलिसिसमुळे उच्च-तापमान, दमट किंवा बाह्य वातावरणात त्याच्या उप-उत्पादनांच्या वापराला मर्यादा येतात. संबंधित संशोधनात असे आढळून आले आहे की फिल्मचे नमुने तयार करण्यासाठी PET मास्टरबॅचमध्ये मोनोमेरिक अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट्सचा समावेश केल्याने फिल्म उत्पादनांची उष्णता प्रतिरोधकता, दमट उष्णतेमुळे होणारे वृद्धत्व आणि तुटताना होणारे प्रसरण सुधारते. ॲरोमॅटिक कार्बोडायमाइड विशेषतः चांगली हायड्रोलिसिस कामगिरी दर्शवते.

पॉलीयुरेथेनच्या संश्लेषणात विविध प्रकारच्या मोनोमर्सचा वापर केला जातो, त्यामुळे नियंत्रित अभिक्रिया शक्य होतात आणि उच्च मजबुती, घर्षण प्रतिरोध, चांगला तापमान प्रतिरोध आणि प्रक्रियेतील सुलभता यांसारखे फायदे मिळतात. याचा वापर चिकट पदार्थ (ॲडेसिव्ह), कोटिंग्ज, इलास्टोमर्स, फोम्ड प्लॅस्टिक्स आणि कृत्रिम तंतूंमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. पॉलिस्टर-प्रकारचे पॉलीयुरेथेन हे ओलिगोमेरिक पॉलिस्टर पॉलीओल्सपासून तयार केले जाते, ज्यांच्या रेणवीय साखळ्यांमध्ये अनेक एस्टर बंध असतात, ज्यामुळे त्यांची जलविघटन प्रतिरोधकता कमी असते. कार्बोडायमाइड जलविघटन-विरोधी घटकांचे पॉलीयुरेथेन संश्लेषणावर कमीत कमी प्रतिकूल परिणाम होतात आणि ते संश्लेषण प्रक्रियेदरम्यान पॉलिस्टर पॉलीओलमध्ये मिसळले जाऊ शकतात. शिवाय, आयसोसायनेट संघननाने तयार केलेल्या पॉलिमेरिक कार्बोडायमाइड्समध्ये -N=C=O हे अंतिम गट असतात, ज्यामुळे ते जलविघटन-प्रतिरोधक पॉलीयुरेथेन तयार करण्याच्या अभिक्रियेत भाग घेऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, पॉलीयुरेथेनच्या मिश्रणादरम्यान कार्बोडायमाइड्स मिसळले जाऊ शकतात. संबंधित अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की कार्बोडायमाइड्सच्या मिश्रणामुळे पॉलिस्टर पॉलीओलचे प्रारंभिक आम्ल मूल्य कमी होते, पॉलिस्टरचे जलविघटन रोखले जाते आणि TPU ची जलविघटन प्रतिरोधकता प्रभावीपणे सुधारते.

पीबीएटी (PBAT), पीएलए (PLA) आणि पॉलीग्लायकोलिक ॲसिड (PGA) सारख्या पॉलिस्टर-आधारित जैवविघटनशील पॉलिमरमध्ये चांगली जैवसुसंगतता, जैवविघटनशीलता, सुरक्षितता, बिनविषारीपणा आणि चांगले भौतिक व यांत्रिक गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे वैद्यकीय उपकरणे, पॅकेजिंग साहित्य आणि शेतीमध्ये मोठी आशा निर्माण होते. तथापि, या सर्व जैवविघटनशील पदार्थांमध्ये कमी जलविघटनशील आणि औष्णिक स्थिरतेची समस्या असते, ज्यामुळे ते प्रक्रियेदरम्यान, साठवणुकीत आणि वापरादरम्यान सहजपणे विघटित होतात. यामुळे त्यांच्या कार्यक्षमतेत घट होते आणि ते त्यांचे अपेक्षित आयुष्यमान गाठू शकत नाहीत. कार्बोडायमाइड हे पीबीएटी, पीएलए आणि पीजीएच्या आण्विक साखळ्यांमधील अंतिम कार्बोक्सिल गटांसोबत एक आवरण अभिक्रिया (capping reaction) करून एक तुलनेने स्थिर ॲसिलयुरिया संरचना तयार करू शकते, ज्यामुळे एकाच वेळी जलविघटन थांबते आणि औष्णिक स्थिरता सुधारते.

कार्बोडायमाइड-सुधारित एमडीआय (ज्याला द्रवीकृत एमडीआय असेही म्हणतात) हे डायफिनाइलमिथेन डायआयसोसायनेट (एमडीआय) च्या मुख्य सुधारित उत्पादनांपैकी एक आहे. उत्प्रेरकाच्या क्रियेखाली एमडीआयच्या संघनन अभिक्रियेतून कार्बोडायमाइड गट तयार होऊन हे उत्पादन केले जाते. कार्बोडायमाइड-सुधारित एमडीआयची वैशिष्ट्ये म्हणजे ते सामान्य तापमानाला द्रव अवस्थेत असते, साठवण्यास सोपे असते आणि त्याची टिकवण क्षमता जास्त असते. त्याच वेळी, ते पॉलीयुरेथेन सामग्रीचा जलविघटन प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते.

जर तुम्हाला अँटी-हायड्रोलिसिस एजंट उत्पादनांबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे असेल, तर मोकळेपणाने संपर्क साधा.आमच्याशी संपर्क साधा.