开发使用氟化合物合成聚氨酯的新方法！

聚氨酯具有高弹性、耐磨性和耐用性，可用于垫子、纤维、隔热材料、染料、粘合剂和汽车零件等。聚氨酯是一种工业上重要的聚合物材料，估计全球市场价值为75亿美元。

目前大多数聚氨酯是通过二异氰酸酯与二醇反应合成的。然而，异氰酸酯化合物具有剧毒，由于健康和环境问题，最近对二异氰酸酯使用的法规正在收紧，特别是在欧盟。近年来，在不使用异氰酸酯化合物的情况下，正在积极研究聚氨酯的合成，以实现可持续发展的社会。

然而，由于与之相关的各种问题，大多数当前方法都不切实际：它们的效用低以及环境成本高，衍生聚氨酯的质量低且昂贵。

鉴于此，日本神户大学津田副教授和AGC共同在《日本化学学会公报》杂志上发表了题为”Non-Isocyanate Polyurethane Synthesis by Polycondensation of Alkylene and Arylene Bis(fluoroalkyl)Bis(carbonate)s with Diamines”的研究成果。

研究概述

神户大学津田教授和AGC共同卫你中新型聚氨酷合成方法和功能材料，这对相关的学术和工领域都具有极大的促进作用。

图1：一种新型的非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）合成方法。

图文概述

研究通过氟化碳酸酯的缩合反应合成了多种氟化碳酸氢盐（BFBC），由氟化醇和氯仿采用光按需合成法合成，与二醇.生成的BFBC只需在减压下干燥衍生的样品溶液即可纯化，只需简单的操作即可定量推导目标物质。

图2：聚氨酯的合成方法。

平均分子量超过10，000的非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）的合成是通过衍生的BFBC与二胺的缩聚来实现的。不使用溶剂合成的NIPU在超过120°C时仅略微变色，并且在100°C下未观察到变色。另一方面，如果使用溶剂，则可以在较低的温度下聚合，并且以高产率获得高分子量的无色NIPU。

图3：氟化碳酸氢盐（BFBC）的合成。

研究小组通过BFBC和二胺在硬和软段中的适当组合形成高弹性的无色透明聚氨酯。还成功地合成了一种新型氟化聚氨酯，这是一种无色透明油。

与先前报道的NIPU合成方法相比，合成聚氨酯的种类和类型，范围从通用到特定应用，任何NIPU都可以采用异氰酸酯方法在聚氨酯工业制造中使用的市售二醇或二胺，或者最初用于合成NIPU的二元醇或二胺。

这是一种在合成过程中不使用有机碱、金属催化剂或溶剂的合成方法，因此可以得到不含任何有机碱的高质量NIPU。

平均分子量和末端官能团可以通过BFBC和二胺的掺合比例来控制。通过该方法制备分子量为10，000的NIPU可用作预聚物，以合成更大的聚合物或网络聚合物。

试剂、溶剂和消除的氟烷基醇基本上可以回收，并重新用于这些NIPU的合成中。

图4：本研究中报道的合成非异氰酸酷聚氨醋(NIPU)的例子。

未来展望

从成本角度来看，使用异氰酸酯的传统聚氨酯合成方法具有优势。然而，使用这些新开发的氟化碳酸酯和氟化碳酸酯的新颖有用的非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）合成方法可以取代几种传统方法，以实现可持续发展的社会，此外还可以创造传统方法无法合成的功能性聚氨酯。目前正在从学术和工业角度进行研究，以期将这一过程推向市场。