ايجاد پلي يورتان گرماسخت متخلخل با استفاده از كربن دي اكسيد ابربحراني به عنوان ضدحلال

Preparation of Porous Thermoset Polyurethane with Supercritical CO 2 as Non-solvent

بسياري از مواد پليمري متخلخل با وارونگي فاز محلول پليمري ايجاد مي شوند. فرايند جدايي با تبادل حلال-ضدحالل نفوذي در مخلوط هاي دوتايي، سه تايي و چندتايي شروع مي شود. در دهه اخير استفاده از گاز كربن دي اكسيد ابربحراني به عنوان ضدحلال به دليل مزايايي مانند زيست سازگاري خوب، چگالي زياد (مانند مايع) و نفوذ بسيار زياد كه نسبت به ضدحلال هاي مايع دارد، مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، از محلول پليمر-دي متيل فرماميد و گاز كربن دي اكسيد به عنوان ضدحلال براي ايجاد ساختار متخلخل پلي يورتان گرماسخت استفاده شده است. اثر زمان درنگ، دماي ريخته گري و نسبت POL/CE (نسبت زنجرافزا-پلي ال) بر مشخصه هاي شكل شناسي و ساختاري مانند اندازه و توزيع اندازه سلول ها، ضخامت اليه چگال و مقدار تخلخل بررسي شد. براساس نتايج، حداقل زمان درنگ مناسب براي دستيابي به ساختاري يك دست min 120 معين شد. دماي ريخته گري نيز سازوكار جدايي فاز و لايه چگال را تحت تاثير قرار داد. مشاهده شد. با تغيير دماي ريخته گري از °C55 به °C35، ضخامت لايه چگال از µm 77/6 به µm 43/1تغيير كرد. با تغيير نسبت POL/CE خواص ترموديناميكي و سينتيكي سامانه تحت تاثير قرار گرفت. كاهش نسبت POL/CE باعث شد تا اندازه سلول ها كوچك تر و يكنواخت تر شود و مقدار تخلخل افزايش يابد. با كاهش نسبت POL/CE از 2 به 25/0، ميانگين اندازه سلول ها از µm 3/6 به µm 3 كاهش يافت.

Most of porous polymer materials are mainly prepared by solution phase inversion method. The de-mixing process can be initiated by diffusive solvent/non-solvent exchange of binary, ternary or multicomponent mixture. Recently, supercritical CO 2 (ScCO 2 ) is used as a non-solvent to prepare porous polymers. ScCO 2 possesses excellent properties, such as environmental friendliness, liquid-like density and gas-like diffusivity in comparison with conventional liquid non-solvents. Porous polyurethane was prepared from polymer/N-dimethylformamide (DMF) solution using a supercritical fluid-phase inversion process in which carbon dioxide acted as the non-solvent. The effects of time delay, casting temperature and ratio of polyol/chain extender (POL/CE) on the membrane morphology and structure (size and distribution of cells and pores, thickness of dense layer and porosity) were studied. According to the results, a minimum time delay of 120 min was determined for formation of a suitable structure. The dense layer of 77.6 µm thickness was decreased to 43.1 µm by lowering casting temperature from 55°C to 35°C. The ratio of POL/CE influenced the thermodynamic and kinetic properties. A decrease in POL/ CE ratio led to formation of smaller and uniform cells and increased porosity. On decreasing the ratio of POL/CE from 2 to 0.25, the mean diameter of the cells at 6.3 µm dropped to 3 µm.