聚氨酯具有高弹性、耐磨性和耐用性，可用于衬垫、纤维、隔热材料、染料、粘合剂和汽车零部件等领域。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750亿美元。

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，出于健康和环境方面的考虑，最近对二异氰酸酯的使用的法规正在收紧，特别是在欧盟。近年来，为了实现可持续发展的社会，不使用异氰酸酯化合物合成聚氨酯的研究正在积极进行。

然而，大多数现有方法并不实用，因为它们存在多种问题：它们的效用低且环境成本高，并且所得聚氨酯的质量低且昂贵。

在此背景下，神户大学副教授津田和AGC共同努力，共同开发了一种新型聚氨酯合成方法。光点有机合成方法的先驱津田副教授的研究小组与氟化物和聚氨酯原料制造商AGC之间的产学合作，基于新型聚氨酯合成方法和功能材料的开发，开创了新的学术领域和工业活动。

研究内容

通过氟化碳酸酯的缩合反应合成了多种氟化碳酸氢酯(BFBC)，氟化碳酸酯是通过氟化醇和氯仿以光点合成法合成的，与二醇进行缩合反应。只需将衍生的样品溶液在减压下干燥即可纯化生成的BFBC，从而能够通过简单的操作定量衍生目标物质。

通过衍生的BFBC与二胺的缩聚，合成了平均分子量超过10,000的非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)。无溶剂合成的NIPU在120℃以上仅轻微变色，并且在100℃以下未观察到变色。另一方面，如果使用溶剂，则可以在较低温度下聚合，并且以高产率衍生出高分子量无色NIPU。

他们通过将BFBC与硬段和软段中的二胺适当组合，能够形成高弹性的无色透明聚氨酯。他们还成功合成了一种新型氟化聚氨酯，它是一种无色透明的油。

合成的聚氨酯种类繁多，范围从通用到特定应用，与之前报道的NIPU合成方法相比，具有以下优点：

任何NIPU都可以使用在通过异氰酸酯法工业制造聚氨酯中使用的市售二醇或二胺来合成，或者最初用于合成NIPU。

这是一种在合成中不使用有机碱、金属催化剂或溶剂的合成方法，因此可以得到不含任何这些物质的高品质NIPU。

平均分子量和末端官能团可以通过BFBC和二胺的混合比例来控制。通过该方法制备的分子量为10,000量级的NIPU可以用作预聚物，以合成更大的聚合物或网状聚合物。

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。

本研究报告的非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)合成示例。图片来源：津田明彦

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氢酯的新颖且有用的非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)合成方法除了能够创造传统方法无法合成的功能性聚氨酯之外，还可以取代多种传统方法，以实现可持续发展的社会。

目前正在从学术和工业角度进行研究，以期将该工艺推向市场。

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标签：聚氨酯方法合成