بررسي تجربي و محاسباتي سنتز پلي يورتان هاي ترميم پذير بر پايه HTPB با استفاده از واكنش ديلز- آلدر فوران/ مالييميد

Experimental and Theoretical Investigation of Healable HTPB Based Polyurethanes by Furan/Maleimide Diels-Alder Reaction

برگشت پذيري واكنش ديلز- آلدر مي تواند به طور موفقيت آميزي در مواد پلي يورتاني استفاده شده و به آنها خاصيت برگشت پذيري گرمايي و توانايي خود ترميم پذيري را ببخشد و محدوده كاربري آن ها را گسترش دهد. در اين مقاله، پلي يورتان خطي بر پايه HTPB با قابليت ترميم پذيري حرارتي، با استفاده از واكنش بيس ماليميد پروپان و پلي بوتاديان با گروه فوران انتهايي تهيه شد. همچنين براي تهيه پلي يورتان شبكه اي ترميم پذير، عامل شبكه كننده چهار عاملي فوراني سنتز و با استفاده از طيف سنجي FTIR و HNMR شناسايي شد. پلي يورتان شبكه اي ترميم پذير با استفاده از واكنش شبكه كننده چهار عاملي ،پلي بوتادي ان با گروه فوران انتهايي و بيس ماليميد، سنتز شد. برگشت پذيري دمايي واكنش ديلز- آلدر براي واكنش مدل در دماهاي مختلف با استفاده از محاسبات نيمه تجربي انجام شد.همچنين برگشت پذيري و ترميم پذيري پلي يورتان هاي سنتز شده از طريق چرخه حرارت دهي- سرد كردن با استفاده از گرماسنجي پيمايشي تفاضلي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه واكنش ديلز- آلدر برگشتي در محدوده دمايي بين 70 تا °C 150رخ مي دهد. ارزيابي ترميم پذيري پلي يورتان ها، از طريق برش پليمر اوليه و بازيابي شكل اوليه پليمر بريده شده پس از قرار گرفتن در دماي°C 60 انجام شد.

The reversibility of the Diels-Alder reaction can be used advantageously in polyurethane materials to endow them with recyclable, thermally reversible properties and self-healing ability to expand their application range. In this paper, linear and crosslink polyurethanes based on HTPB, which exhibit thermal reversibility through Diels-Alder and retro Diels-Alder reactions, were prepared and characterized from the reaction of bismaleimide and furan terminated polybutadiene. Also tetrafuran cross linker is synthesized and characterized by FT-IR and 1HNMR for the preparation of Diels-Alder network. the semiempirical calculations analysis are performed to study the reversibility of the model reaction.Also, reversibility of Diels-Alder reaction in the prepared polyurethane was investigated through heating and cooling cycle by using differential scanning calorimetry (DSC). The results have shown that the retro Diels-Alder reaction is occurred at 70 to 150°C. Evaluation of healability of prepared polyurethane was done by cutting the polymer and recovering of its initial shape after reheating at 60°C.