تانن های گیاهی برای قرن ها به عنوان عوامل تبدیل پوست حیوانات به چرم مورد استفاده قرار گرفته اند. آن ها را می‌توان به دو دسته عمده تقسیم کرد، عمدتاً تانن‌های متراکم و تانن‌های قابل هیدرولیز. در دهه های گذشته کار تحقیقاتی قابل توجهی برای تهیه مواد زیستی جدید سازگار با محیط زیست بر روی پلی فنول های طبیعی، به ویژه بر لیگنین و تانن های متراکم برای مصارف مختلف، مانند چسب های چوب و فوم های عایق ریجید متمرکز شده است. در حالی که مقالات مربوط به تانن های قابل هیدرولیز برای استفاده در چرم گسترده است، مقالات استفاده از آن ها برای تهیه مواد زیستی تجدیدپذیر نسبتاً اندک و محدود به برخی از کاغذهای کمیاب در مورد استفاده از آن ها برای چسب چوب می شود. این به دلیل واکنش پذیری کمتر هسته های آروماتیک آن ها نسبت به آلدئیدها و هزینه نسبتاً بالاتر آن ها است. تانن های قابل هیدرولیز که عصاره تانن چوب شاه بلوط هستند، شامل چندین عصاره تانن تجاری دیگر نیز می باشند. همه آن ها از استرهای گالیک و دی گالیک اسید با یک قند، عمدتا گلوکز تشکیل شده اند. مونومرها و الیگومرهای پنتاگالوئیل گلوکز (I ) گونه های اصلی موجود هستند، اما در عصاره، اهمیت خود را با بازآرایی خود با سایر ترکیبات مانند کاستالاژین(II)، وسکالاژین، وسکالین (III ) و کاستالین به اشتراک می گذارند که در شکل یک نمایش گذاشته شده است.
شکل ۱: فرمول های ساختاری شماتیک الیگومرهای پنتاگالوئیل گلوکز (I)، و بازآرایی آن به کاستالاژین (II) و وسکالین (III)
اخیراً، به دلیل فراوانی ساختاری در گروه‌های هیدروکسیل، تانن‌های قابل هیدرولیز، یعنی تانن شاه بلوط، به‌طور ایده‌آل برای تهیه بیوپلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیانات (NIPU) مناسب هستند، زیرا واکنش‌های درگیر به واکنش‌پذیری حلقه‌های آروماتیکی وابسته نیستند. جالب‌تر اینکه هر دو بخش فنلی و کربوهیدراتی آن‌ها به شکل‌گیری بیو-NIPUها کمک می‌کنند. نشان داده شده است که گونه‌های متعددی که پیوندهای یورتان را بین واحدهای اسید گالیک (IV ) و همچنین گونه‌های تشکیل‌دهنده پیوند یورتان روی گلوکز (V ) تشکیل می‌دهند، مانند گونه‌های موجود در شکل ۲ و ۳ هستند.
اخیراً، به دلیل فراوانی ساختاری در گروه‌های هیدروکسیل، تانن‌های قابل هیدرولیز، یعنی تانن شاه بلوط، به‌طور ایده‌آل برای تهیه بیوپلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیانات (NIPU) مناسب هستند، زیرا واکنش‌های درگیر به واکنش‌پذیری حلقه‌های آروماتیکی وابسته نیستند. جالب‌تر اینکه هر دو بخش فنلی و کربوهیدراتی آن‌ها به شکل‌گیری بیو-NIPUها کمک می‌کنند. نشان داده شده است که گونه‌های متعددی که پیوندهای یورتان را بین واحدهای اسید گالیک (IV ) و همچنین گونه‌های تشکیل‌دهنده پیوند یورتان روی گلوکز (V ) تشکیل می‌دهند، مانند گونه‌های موجود در شکل ۲ و ۳ هستند.
از آنجایی که تمرکز بر روی تانن‌های متراکم NIPU و کاربرد آن‌ها برای چسب‌ها و فوم‌های مقاوم در برابر آتش معطوف شد، کار روی استفاده از تانن‌های قابل هیدرولیز NIPU برای تهیه مواد زیستی مفید جدید، بیشتر پیش نرفت. با این حال، وجود اسید گالیک به عنوان ساختار پایه تانن‌های قابل هیدرولیز مرتبط با کربوهیدرات‌ها، در عوض آن‌ها را به عنوان یک ماده خام ایده‌آل برای تهیه پلی‌یورتان‌های غیر ایزوسیانات، صرف نظر از کاربردهای بعدی، تبدیل کرده است.
پلی یورتان غیر ایزوسیاناتی (NIPU ) با استفاده از یک تانن قابل هیدرولیز، که اسید تانیک نیز نامیده می شود، فوم می گردد. به نظر نمی رسد استحکام فشاری به دانسیته ظاهری فوم بستگی داشته باشد، در حالی که ترکیب فرمول فوم های NIPU بر روی دانسیته تاثیرگذارتر است. به نظر می رسد که این فوم های NIPU پس از حذف شعله با دمای بالا، خود خاموش شونده هستند. زمان اشتعال نتایج دلگرم کننده ای به همراه داشت، اما برای بهبود مقاومت در برابر آتش، فوم ها ممکن است به مقداری ضد حریق نیاز داشته باشند. طیف سنجی FTIR تشکیل پیوندهای یورتان غیر ایزوسیاناتی را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل ترموگراویمتری، مقاومت حرارتی خوب این فوم ها را با تخریب حرارتی پس از چهار فاز نشان می دهد. ابتدا در فاصله ۲۵ درجه سانتیگراد تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد، عمدتاً تبخیر آب با حداکثر کاهش وزن ۱۰٪ رخ می دهد. در محدوده دمایی ۱۵۰ تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد، از دست دادن جرم فوم تقریباً ۷۰٪ است. به ویژه در محدوده ۱۲۵ درجه سانتی گراد تا ۲۷۵ درجه سانتی گراد تخریب برخی از مواد با وزن مولکولی کوچک رخ می دهد. در محدوده دمایی ۵۰۰ تا ۷۹۰ درجه سانتیگراد، فوم‌ها تخریب زیادی ندارند.
بدون دیدگاه