石油原料的快速消耗以及價格升高,使通過生物可再生資源合成聚氨酯(PU)成為關注的焦點。在各種生物原料中,植物油,如葵花油、花生油、蓖麻油、亞麻籽油、玉米油、大豆油等由于獨特的結構、合理的價格與易于化學修飾等而受到極大關注。
近年來,將腰果中提取的果殼油,稱為腰果殼油(CNSL)作為構筑單元已成功合成了PU。CNSL是腰果食品工業的廢棄物,含有大量具有高度疏水脂肪鏈 的反應性酚類衍生物,如腰果酚、腰果二酚、2-甲基腰果二酚、腰果酸等。前期的文獻報道了采用CNSL制備可溶性酚醛樹脂與酚醛樹脂清漆,這些材料一般作為熱固性樹脂用于制備生物復合材料。CNSL也用于制備具有理想性質的可持續發展PU材料。例如,Liu等開發了含有多臂腰果酚(CNSL的組分之一)的丙烯酸酯類UV-固化涂料。Wang與Zhou等采用基于腰果酚的多醇合成了機械性質良好 的PU涂料。Kathalewar等報告了采用腰果酚二甘油醚合成無二異氰酸酯的PU涂料。盡管他們使用了綠色合成方法,但所得PU的力學性質較差,因而限制了其應用。Suresh和Kishanprasad制備了不同的二元/三元醇,并將其與亞甲基二苯二異氰酸酯(MDI)反應以合成PU。Suresh用腰果酚改性的多醇合成了硬質PU泡沫材料。雖然這些研究都報告成功合成了PU,但腰果酚復雜的改性過程使其應用受限。此外,許多研究沒有報告所得PU作為活性表面涂料的力學性質。
金屬基材的防腐是政府及相關企業面臨的最大挑戰和經濟負擔。每年用于保 護基于金屬的物品要花費數十億美元。據報道,由于金屬受到腐蝕,印度、美國分別要損失GDP的4-5%、6.2%。因此,亟需開發防腐聚合物涂料以防止如此巨大的損失,延長金屬產品的使用壽命。如前所述,由于多功能性及良好的性質,PU 廣泛用作表面涂料。其性質易于通過結構與組分改性而調節。此外,通過合理設計可使涂料具有表面疏水性與自愈合性質,從而延長防腐涂料的使用壽命。
印度Tezpur大學的Niranjan Karak等人采用生物原材料,如腰果殼油、酸-甘油二聚體改性的多元醇、基于葵花油的甘油單酯,以及其它原料,包括雙羥烷基聚二甲基硅氧烷、聚ε-己內酯、二醇、2, 4/2, 6-甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等制備了含不同組分的PUs。所得PUs具有良好的機械性質、熱性質、表面疏水性(靜態接觸角112.3-121.2°)、優良的微波響應自愈合性質(72-89 s)、生物降解性和良好的耐腐蝕性(腐蝕速率:8.76×10-5 mm/y)。此外,即使在受到機械損傷修復后,該PU涂料還能保持其防腐性,并能降低已腐蝕低碳鋼板的腐蝕速率。
![]() 參考文獻:Tuhin Ghosh, Niranjan Karak, Cashew nut shell liquid terminated self-healable polyurethane as an e?ective anticorrosive coating with biodegradable attribute, Progress in Organic Coatings, 2020, 139, 105472. |