Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Poly (propylene carbonate) diol với trọng lượng phân tử thấp mới dựa trên CO2 cho keo polyurethane hai thành phần
Tóm tắt
Đối tượng của nghiên cứu này là ứng dụng một poly (propylene carbonate) diol (PPCD) dựa trên CO2 có trọng lượng phân tử thấp mới trong lĩnh vực keo dán. Keo polyurethane hai thành phần (PPCD-PU) được chế tạo từ PPCD và polymethylene polyphenyl polyisocyanate (PAPI) làm nguyên liệu, và diol propylene carbonate (PCD-EDA) làm vật liệu gia tăng. Các ảnh hưởng của trọng lượng phân tử, hàm lượng liên kết carbonate của PPCD và hàm lượng PCD-EDA đến các tính chất của PPCD-PU cũng được nghiên cứu. Kết quả cho thấy rằng poly (propylene carbonate) diol có trọng lượng phân tử thấp mới dựa trên CO2 có hàm lượng liên kết carbonate cao hơn (35%). PPCD-PU được tổng hợp từ PPCD thể hiện hiệu suất dính tốt, với độ bền cắt dọc đạt 15 MPa. Sự bổ sung PCD-EDA không chỉ cải thiện tính chất kết dính của keo, mà còn giúp keo PPCD-PU đạt được độ bền cắt dọc cao hơn trong thời gian đông cứng ngắn hơn. Khi lượng PCD-EDA là 20 wt.%, độ bền cắt dọc tăng lên 17 MPa, và độ bền cắt dọc tăng đáng kể từ 3.7 lên 10.6 MPa sau khi đông cứng ở 80 °C trong 30 phút. Tỷ lệ hấp thụ nước của màng PPCD-PU khoảng 1.7%, và độ bền cắt dọc hầu như không thay đổi sau 24 giờ ngâm trong nước. Nhiệt độ mất 5%-khối lượng của PPCD-PU là 284 °C, và nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh là 79.3 °C. Tất cả các loại keo polyurethane thu được đều có khả năng chống nhiệt và nước tốt.
Từ khóa
#keo polyurethane #diol #PPCD #CO2 #tính chất dínhTài liệu tham khảo
Bhagavathi LR, Deshpande AP, Ram GDJ, Panigrahi SK (2021) Effect of cellulosic fillers addition on curing and adhesion strength of moisture-curing one-component polyurethane adhesives. Int J Adhes Adhes 108:102871. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.102871
Bliem P, van Herwijnen HWG, Riegler M, Konnerth J (2018) Investigation of important influencing factors on the tensile shear strength of two component polyurethane with distinct foaming behaviour. Int J Adhes Adhes 84:343–349. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.04.013
Bockel S, Harling S, Konnerth J, Niemz P, Weiland G, Hogger E, Pichelin F (2020) Modifying elastic modulus of two-component polyurethane adhesive for structural hardwood bonding. J Wood Sci. https://doi.org/10.1186/s10086-020-01917-9
Boutar Y, Naïmi S, Mezlini S, da Silva LFM, Ali MBS (2017) Characterization of aluminium one-component polyurethane adhesive joints as a function of bond thickness for the automotive industry: fracture analysis and behavior. Eng Fract Mech 177:45–60. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2017.03.044
Chen Y, Liu Z, Han S, Han J, Jiang D (2016) Poly (propylene carbonate) polyurethane self-polishing coating for marine antifouling application. J Appl Polym Sci. https://doi.org/10.1002/app.43667
Datta J, Haponiuk JT (2010) Investigation of stability of ester-urethane prepolymers. Polimery 55(6):469–472. https://doi.org/10.14314/polimery.2010.469
Datta J, Leszkowski K (2008) Investigation of chemical stability of ether-urethane prepolymers. Polimery 53(2):115–119. https://doi.org/10.14314/polimery.2008.115
Derikvand M, Ebrahimi G, Tajvidi M (2013) A feasibility study of using two-component polyurethane adhesive in constructing wooden structures. J For Res 25(2):477–482. https://doi.org/10.1007/s11676-013-0425-y
Fuensanta M, Martin-Martínez JM (2019) Thermoplastic polyurethane pressure sensitive adhesives made with mixtures of polypropylene glycols of different molecular weights. Int J Adhes Adhes 88:81–90. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.11.002
He Z, Xian W, Ding Z, Wang C, Huang Z, Song L, Liu B (2022) Synthesis of novel propylene carbonate diol (PCD) and application in CO2-based polyols waterborne polyurethane. J Polym Res. https://doi.org/10.1007/s10965-022-03288-9
Kläusler O, Bergmeier W, Karbach A, Meckel W, Mayer E, Clauß S, Niemz P (2014) Influence of N, N-dimethylformamide on one-component moisture-curing polyurethane wood adhesives. Int J Adhes Adhes 55:69–76. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2014.07.019
Langanke J, Wolf A, Hofmann J, Böhm K, Subhani MA, Müller TE, Leitner W, Gürtler C (2014) Carbon dioxide (CO2) as sustainable feedstock for polyurethane production. Green Chem 16(4):1865–1870. https://doi.org/10.1039/c3gc41788c
Włoch M, and Datta J (2017) Polyurethane polymers || Nonisocyanate polyurethanes. Elsevier (169–202). https://doi.org/10.1016/b978-0-12-804039-3.00007-5
Li Z, Qin Y, Zhao X, Wang F, Zhang S, Wang X (2011) Synthesis and stabilization of high-molecular-weight poly(propylene carbonate) from ZnCo-based double metal cyanide catalyst. Eur Polym J 47(11):2152–2157. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2011.08.004
Liu Z-H, Huang J-Q, Sun L-J, Lei D, Cao J, Chen S, Shih W-C, Qing F-L, You Z-W (2017) PPC-based reactive hot melt polyurethane adhesive (RHMPA)—Efficient glues for multiple types of substrates. Chin J Polym Sci 36(1):58–64. https://doi.org/10.1007/s10118-018-2011-4
Liu Z-H, Huang J-Q, Chen S, Huang Y, Ding F-X, Guo W-Q, Lei D, Yang L, Qing F-L, You Z-W (2020) CO2-based poly (propylene carbonate) with various carbonate linkage content for reactive hot-melt polyurethane adhesives. Int J Adhes Adhes 96:102456. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2019.102456
Lu X-B, Darensbourg DJ (2012) Cobalt catalysts for the coupling of CO2 and epoxides to provide polycarbonates and cyclic carbonates. Chem Soc Rev 41(4):1462–1484. https://doi.org/10.1039/c1cs15142h
Ma L, Song L, Li F, Wang H, Liu B (2017) Preparation and properties of poly (propylene carbonate)-based waterborne polyurethane-acrylate composite emulsion. Colloid Polym Sci. https://doi.org/10.1007/s00396-017-4198-2Liu
Meng Q, Cheng R, Li J, Wang T, Liu B (2016) Copolymerization of CO2 and propylene oxide using ZnGA/DMC composite catalyst for high molecular weight poly (propylene carbonate). J CO2 Util 16:86–96. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2016.06.011
Nacas AM, Antonino LD, Chinellato AC, dos Santos DJ (2019) Nano boron nitride/polyurethane adhesives in flexible laminated food packaging: peeling resistance and permeability properties. Int J Adhes Adhes 93:102326. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2019.01.020
Orgilés-Calpena E, Arán-Aís F, Torró-Palau AM, Montiel-Parreño E, Orgilés-Barceló C (2016a) Synthesis of polyurethanes from CO2-based polyols: a challenge for sustainable adhesives. Int J Adhes Adhes 67:63–68. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2015.12.027
Orgilés-Calpena E, Arán-Aís F, Torró-Palau AM, Orgilés-Barceló C (2016b) Novel polyurethane reactive hot melt adhesives based on polycarbonate polyols derived from CO2 for the footwear industry. Int J Adhes Adhes 70:218–224. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2016.07.009
Qin Y, Sheng X, Liu S, Ren G, Wang X, Wang F (2015) Recent advances in carbon dioxide based copolymers. J CO2 Util 11:3–9. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2014.10.003
Ren D, Frazier CE (2013) Structure–property behavior of moisture-cure polyurethane wood adhesives: influence of hard segment content. Int J Adhes Adhes 45:118–124. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2013.04.007
Sheikhy H, Shahidzadeh M, Ramezanzadeh B, Noroozi F (2013) Studying the effects of chain extenders chemical structures on the adhesion and mechanical properties of a polyurethane adhesive. J Ind Eng Chem 19(6):1949–1955. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.03.008
Silva BBR, Santana RMC, Forte MMC (2010) A solventless castor oil-based PU adhesive for wood and foam substrates. Int J Adhes Adhes 30(7):559–565. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2010.07.001
Tian Y, Huang X, Cheng Y, Niu Y, Ma J, Zhao Y, Kou X, Ke Q (2022) Applications of adhesives in textiles: a review. Eur Polym J 167:111089. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2022.111089
von der Assen N, Bardow A (2014) Life cycle assessment of polyols for polyurethane production using CO2 as feedstock: insights from an industrial case study. Green Chem 16(6):3272–3280. https://doi.org/10.1039/c4gc00513a
Wang L (2015) Synthesis of waterborne polyurethane material based on poly (propylene carbonate). Guangdong University of Technology. https://doi.org/10.7666/d.Y2796276
Wang X, Soucek MD (2013) Investigation of non-isocyanate urethane dimethacrylate reactive diluents for UV-curable polyurethane coatings. Prog Org Coat 76(7–8):1057–1067. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013.03.001
Wazarkar K, Kathalewar M, Sabnis A (2016) Development of epoxy-urethane hybrid coatings via non-isocyanate route. Eur Polymer J 84:812–827. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2016.10.021
Wongsamut C, Suwanpreedee R, Manuspiya H (2020) Thermoplastic polyurethane-based polycarbonate diol hot melt adhesives: the effect of hard-soft segment ratio on adhesion properties. Int J Adhes Adhes 102:102677. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2020.102677