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Erschienen in: Journal of Polymer Research 2/2012

01.02.2012 | Original Paper

Synthesis and trans-ureation of N,N’-diphenyl-4,4′-methylenediphenylene biscarbamate with diamines: a non-isocyanate route (NIR) to polyureas

verfasst von: Hsueh-Yung Chen, Wen-Chen Pan, Chao-Hsing Lin, Chun-Ying Huang, Shenghong A. Dai

Erschienen in: Journal of Polymer Research | Ausgabe 2/2012

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Abstract

A non-isocyanate route (NIR) of making polyureas of high molecular weight has been found through trans-ureation of N,N’-diphenyl-4,4′-methylenediphenylene biscarbamate (4,4′-DP-MDC) with a variety of diamines and mixed diamines. The preparation of 4,4′-DP-MDC was achieved readily by carbonylation of 4,4′-methylenedianiline (4,4′-MDA) with diphenyl carbonate (DPC) using organic acids as catalysts. It was found that the highest yield (99%) of pure 4,4′-DP-MDC can be isolated in a toluene solution under mild conditions co-catalyzed by benzoic acid and tertiary amine. Trans-ureation of 4,4′-DP-MDC with aliphatic amines indicated that the process is a highly solvent dependent process and was found to be extremely facile in dimethyl sulfoxide (DMSO) at 80 °C and in tetramethylene sulfone (TMS) at 140 °C in absence of any catalyst. Particularly, the most effective polymerization process was developed using tetramethylene sulfone (TMS) as the solvent under reduced pressure for concurrently distilling off phenol from the reaction mixture during the polymerization in a shifting equilibrium towards polyurea. However, this solvent-assisted trans-ureation was found to be in-efficient when N,N’-dimethyl-4,4′-methylenediphenylene biscarbamate (4,4′-DM-MDC) was used in a similar condition for comparison. Thus, an efficient green-chemistry process has been developed based on 4,4′-DP-MDC in making urea prepolymers, urea elastomers and urea plastics all in excellent yields without using reactive methylenediphenylene diisocyanate (MDI) or any catalysts in the trans-ureation polymerizations.

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Metadaten
Titel
Synthesis and trans-ureation of N,N’-diphenyl-4,4′-methylenediphenylene biscarbamate with diamines: a non-isocyanate route (NIR) to polyureas
verfasst von
Hsueh-Yung Chen
Wen-Chen Pan
Chao-Hsing Lin
Chun-Ying Huang
Shenghong A. Dai
Publikationsdatum
01.02.2012
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Polymer Research / Ausgabe 2/2012
Print ISSN: 1022-9760
Elektronische ISSN: 1572-8935
DOI
https://doi.org/10.1007/s10965-011-9754-8

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