DeiturikoapoliuretanoaPoliuretanearen eta poliolen erreakzioaren laburpena da, eta kate molekularrean amino ester talde errepikatu ugari ditu. Benetan sintetesi poliuretanozko erretxinetan, amino ester taldeaz gain, urea eta biuret bezalako taldeak ere badaude. Poliolak kate luzeko molekuletakoak dira, amaieran hidroxil taldeak dituztenak, "kate bigun segmentuak" deitzen direnak, polisozanatak "kate gogorreko segmentuak" deitzen diren bitartean.
Kate leun eta gogorren bidez sortutako poliuretanozko erretxinen artean, portzentaje txiki bat baino ez da aminoazido esterrak, beraz, agian ez da egokia poliuretanoa deitzea. Zentzu zabalean, poliuretanoa isocyanate gehigarria da.
Isokanato mota ezberdinek poliroxidoen egitura desberdinak erreakzionatzen dituzte, poliuretanozko hainbat egitura sortzeko, eta, horrela, propietate desberdinak dituzten material polimeroak lortuz, hala nola plastikoak, kautxua, estaldurak, zuntzak, itsasgarriak, eta poliuretano kautxua
Kautxuzko poliuretanoa kautxuzko mota berezi bat da, isocyanatarekin polyether edo poliesterrez erreakzionatuz. Material mota, erreakzio baldintza eta gurutzadura metodo desberdinengatik barietate ugari daude. Egitura kimikoen ikuspegitik, poliesterra eta polyether motak daude, eta prozesatzeko metodoaren ikuspegitik, hiru mota daude: nahasteko mota, galdaketa mota eta mota termoplastikoa.
Kautxuzko poliuretano sintetikoa, normalean, poliesterrezko lineala edo polieteria da. Ondoren, estekako agente egokiak gehitzen dira eta berotuta daude sendatzeko, gomazko vulkanizatua bihurtuz. Metodo hau presolimerizazioa edo bi urratseko metodoa deritzo.
Urratseko metodoa ere erabil daiteke - zuzenean poliesterrezko lineala edo polieteria nahastu disokanateekin, kate-hedatzaileekin eta zeharkako agenteekin erreakzio bat hasteko eta poliuretanozko kautxua sortzeko.
TPU Molekulen segmentuak kate makromolekularrak biratu egiten ditu, poliuretanozko kautxua elastikotasun onarekin, leuntzeko puntua eta polimeroaren bigarren mailako trantsizio puntua murriztuz, eta bere gogortasuna eta indar mekanikoa murriztuz. B-segmentuak kate makromolekularren biraketa lotuko du, polimeroaren leuntze puntua eta bigarren mailako trantsizio puntua areagotuz, gogortasunaren eta indar mekanikoaren igoera eta elastikotasunaren beherakadaren ondorioz. A eta B arteko molar ratioa egokituz, propietate mekaniko desberdinak dituzten TPUak sor daitezke. TPU-ren zeharkako egiturak ez du lehen mailako estekak kontuan hartu behar, baita molekulen arteko hidrogeno-loturak osatutako bigarren mailako lotura ere. Poliuretanoen lotura lehen lotura nagusia hidroxilozko kautxuaren vulkanizazio egituraren desberdina da. Bere amino ester taldea, Urea Taldea, Urea Formate Taldea eta beste talde funtzional batzuk ohiko kate segmentu arrunt eta espazioan antolatuta daude, eta ondorioz, kautxuzko ohiko sarearen egitura, higadura erresistentzia bikaina eta bestelako propietate bikainak ditu. Bigarrenik, poliuretanozko kautxuzko taldeen talde funtzional askoren presentziaren ondorioz, urea edo carbamate talde poliuretanoen artean, kate molekularren artean eratutako hidrogeno-loturak indar handia dute eta hidrogeno-bonuek eratutako bigarren mailako lotura estekak ere eragin handia dute poliuretanozko gomazko propietateetan. Bigarren mailako estekak gomazko poliuretaneo-alboetako elastomeroen ezaugarriak ditu, eta, bestetik, lotura gurutzatu hau ez da benetan gurutzatuta, lotura gurutzatu birtuala bihurtuz. Gurutze estekaren egoera tenperaturaren araberakoa da. Tenperatura igo ahala, gurutzadura gurutzatu hau pixkanaka ahultzen eta desagertzen da. Polimeroak nolabaiteko jariakortasuna du eta tratamendu termoplastikoa jasan dezake. Tenperatura gutxitzen denean, lotura gurutzatu hau pixkanaka berreskuratzen eta inprimatzen da berriro. Betegarri kopuru txiki bat gehitzeak molekulen arteko distantzia areagotzen du, molekulen arteko hidrogeno loturak eratzeko gaitasuna ahultzen du eta indarraren beherakada nabarmena da. Ikerketek erakutsi dute poliuretanozko kautxuzko hainbat talde funtzionalen egonkortasun hurrenkera altu batetik bestera: ester, eter, urea, karbamatoa eta biureta. Poliuretanozko kautxuaren zahartze prozesuan, lehenengo urratsa Buret eta Urearen arteko lotura gurutzatuen arteko loturak haustea da, eta ondoren, karbamatoaren eta Urearen fidantzak haustea da, hau da, katearen haustura nagusia.
01 leuntzea
Poliuretanozko elastomeroak, material polimero asko bezala, tenperatura altuetan leuntzen dira eta egoera elastiko batetik fluxu biskosoko egoera batera igarotzea, indar mekanikoaren beherakada azkarra lortuz. Ikuspegi kimiko batetik, elastikotasun tenperatura leuntzea, batez ere, bere konposizio kimikoa, pisu molekular erlatiboa eta zeharkako dentsitatea dira.
Orokorrean, pisu molekular erlatiboa handituz, segmentu gogorraren zurruntasuna handituz, segmentu gogorraren zurruntasuna handituz (adibidez, bentzeno eraztun bat molekulan sartzea) eta segmentu gogorraren edukia eta zeharkako dentsitatea handitzea onuragarriak dira leuntzeko tenperatura handitzeko. Elastomero termoplastikoetarako, egitura molekularra batez ere lineala da, eta elastomerraren leuntze tenperatura ere handitzen da pisu molekular erlatiboa areagotzen denean.
Lotutako poliuretanozko elastomeroentzat, dentsitate gurutzatuak pisu molekular erlatiboa baino eragin handiagoa du. Hori dela eta, elastomeroak fabrikatzerakoan, isokienateen edo poliolen funtzionaltasunak areagotze-egitura elektrikoki handitzeak molekula elastiko batzuetan eta gehiegizko isocyanate ratioak sor ditzake, gorputz elastikoan estekatutako isocyanate egitura egonkorra osatzeko.
PPDI (P-PhenyTdisocyanate) lehengai gisa erabiltzen denean, bi talde isozanatoen konexio zuzena da bentzenoaren eraztunarekin, eratutako segmentu gogorrak bentzeno eraztun handiagoa du, segmentu gogorraren zurruntasuna hobetzen duena eta, beraz, elastomeraren beroarekiko erresistentzia hobetzen du.
Ikuspegi fisiko batetik, elastomeroen leuntze tenperatura mikrohasiaren bereizketa mailaren araberakoa da. Txostenen arabera, mikrohasaren bereizketa jasaten ez duten elastomeroen tenperatura oso baxua da, prozesatzeko tenperatura 70 ℃ ingurukoa da, eta mikrosohasaren bereizketa jasaten duten elastomeroak 130-150 ℃ izan daitezke. Hori dela eta, elastomeroen mikrohasiaren bereizketa maila handitzea da beroarekiko erresistentzia hobetzeko metodo eraginkorrenetakoa.
Elastomeroen mikrofasa bereizteko maila hobetu daiteke kate segmentuen pisu molekular erlatiboa eta kate segmentu zurrunak dituen edukia aldatuz, eta, horrela, beroarekiko erresistentzia hobetuz. Ikertzaile gehienek uste dute poliuretanoan mikrosohasaren bereizketaren arrazoia segmentu leun eta gogorren arteko bateraezintasun termodinamikoa dela. Katearen hedatzaile motak, segmentu gogorreko eta haren edukia, segmentu leuna eta hidrogeno lotura guztiek eragin handia dute.
Diol katearen hedatzaileekin, MOCA (3,3-Dichloro-4,4-diaminediphenyrmethane) eta DCB (3,3-dicloro-4,4-diaminodicileneamina) konparatuz. elastomeroen mikrohasiaren bereizketa maila; P-Dhydroquinone eta Hydroquinone bezalako kate aromatikoen hedapen arometriko simetrikoak onuragarriak dira segmentu gogorrak hornitzeko normalizaziorako eta estutzeko, eta horrela, produktuen mikrosohasa hobetzen da.
Isokanate alifatikoek osatzen duten amino ester segmentuek bateragarritasun ona dute segmentu bigunekin, segmentu gogorragoak segmentu leunetan disolbatzen baitituzte, mikrosohasaren bereizketa maila murriztuz. Isokanate aromatikoek eratutako amino ester segmentuek konplikagarritasun eskasa dute segmentu bigunekin, eta mikrohasiaren bereizketa maila handiagoa da. Polyolefin poliuretanoak ia mikrohasiaren bereizketa egitura osoa du, segmentu bigunak ez dituela hidrogeno loturak eratzen eta hidrogeno-fidantzak segmentu gogorrean soilik gerta daitezkeela.
Hidrogeno loturak elastomeroen leuntze puntuan duen eragina ere esanguratsua da. Segmentu bigunean polietiladoreek eta karbonilek hidrogeno lotura ugari sor ditzakete NH segmentu gogorrean, elastomeroen leuntze tenperatura ere areagotzen du. Berretsi da hidrogeno bonuek 200 ℃-ko% 40 mantentzen dutela.
02 Deskonposizio termikoa
Amino Ester taldeek tenperatura altuetan deskonposizioa egiten dute:
- rnhcoor - rnc0 ho-r
- rnhcoor - rnh2 co2 ene
- rnhcoor - rnhr co2 ene
Poliuretane oinarritutako materialen deskonposizio termikoaren hiru forma nagusi daude:
① Isokanatu eta poliolak originalak eratzea;
② α- CH2 oinarriaren oxigeno-fidantza eten egiten da eta bigarren CH2an hidrogeno lotura batekin konbinatzen da aminoazidoak eta alkenak osatzeko. Aminoazidoak amine lehen mailako eta karbono dioxido batean deskonposatzen dira:
③ 1. inprimakia bigarren mailako amin eta karbono dioxidoa.
Carbamate egituraren deskonposizio termikoa:
Aril Nhco Aril, ~ 120 ℃;
N-alkil-nhco-aril, ~ 180 ℃;
Aril nhco n-alkil, ~ 200 ℃;
N-alkyl-nhco-n-alkil, ~ 250 ℃.
Aminoazido esterren egonkortasun termikoa isocyanates eta poliolak bezalako material motaekin lotuta dago. Isokanate alifatikoak isokanate aromatikoak baino altuagoak dira, eta gantz alkoholak alkohol usaintsuak baino handiagoak dira. Hala ere, literaturak aminoazido alifatikoko esterren deskonposizio termikoaren tenperatura 160-180 ℃ artean dagoela adierazi du, eta aminoazido aromatikoko esterrak 180-200 ℃ artean dagoena, aurreko datuekin bat datorrena. Arrazoia probatzeko metodoarekin lotuta egon daiteke.
Izan ere, CHDI alifatikoak (1,4-Cyclohexane diisocyanate) eta HDI (hexametileni diisozana) bero erresistentzia hobea dute normalean MDI eta TDI aromatikoa. Batez ere, egitura simetrikoa duen transmisio-txia isocyanate erresistente gehien gisa aitortu da. Handik prestatutako poliuretanozko elastomeroek prozesagarritasun ona dute, hidrolisiarekiko erresistentzia bikaina, leuntzeko tenperatura altua, beirazko trantsizio tenperatura baxua, histeresi termiko baxua eta UV erresistentzia altua.
Aminourethaneko elastomeroak gain, Urea eratu, biuret, urea eta abar bezalako beste talde funtzional batzuk ere badituzte, talde horiek deskonposizio termikoa jasan dezakete tenperatura altuetan:
Nhconcoo - (Ureako Aliphatikoa eratu), 85-105 ℃;
- Nhconcoo - (Urea aromatikoa eratu), tenperatura 1-120 ℃-ko tartean;
- NHConconh - (Buret alifatikoa), tenperatura 10 ºC-tik 110 ºC-ra;
NHConconh - (Buret aromatikoa), 115-125 ℃;
Nhconh - (Uretik alifatikoa), 140-180 ℃;
- Nhconh - (Urearen aromatikoa), 160-200 ℃;
Isocyanurate eraztuna> 270 ℃.
Deskonposizio termikoko biuretako eta Ureako oinarritutako tenperatura aminoformato eta urea baino askoz ere txikiagoa da, Isokanuratek egonkortasun termiko onena du. Elastomeroen ekoizpenean, gehiegizko isokiak ontziratuek erreakziona dezakete aminoformato eta UREA eratutako urea oinarritutako eraketa eta biureten arteko lotura estekatutako egiturak osatzeko. Elastomeroen propietate mekanikoak hobetu ditzaketen arren, oso ezegonkorrak dira berotzeko.
Biuret eta Urea bezalako talde ezegonkorrak murrizteko, elastomeroetan eratzen da, lehengaiaren ratioa eta ekoizpen prozesua kontuan hartu behar dira. Gehiegizko isoziako erlazioak erabili behar dira, eta beste metodo batzuk lehengai isocyanate eraztun partzialak lehengai (batez ere isocianatoak, poliolak eta kate hedatzaileak) aurkeztu beharko lirateke, eta gero elastomeroan sartu prozesu normalen arabera. Beroarekiko erresistentea eta sugar erresistenteak diren poliuretanearekiko elastomeroak ekoizteko gehien erabiltzen den metodoa bihurtu da.
03 hidrolisia eta oxidazio termikoa
Poliuretanozko elastomeroak deskonposizio termikora joaten dira beren segmentu gogorrenetan eta beren segmentu leunetan izandako aldaketa kimikoekin tenperatura altuetan. Poliesterrezko elastomeroek urarekiko erresistentzia eskasa dute eta tenperatura altuetan hidrolizatzeko joera larria dute. Poliesterreko / TDI / Diamine zerbitzuaren bizitza 50 º-tetan 4-5 hilabetera irits daiteke, bi aste baino ez ditu 70 º-tan, eta 100 ordu baino gehiago 100 ℃. Ester Bonuak dagozkien azido eta alkoholetan deskonposatu daitezke ur beroaren eta lurrunaren eraginpean daudenean, eta elastomeroen urea eta amino ester taldeek ere hidrolisi erreakzioak jasan ditzakete:
Rcoor H20- → Rcooh Hor
Ester alkohola
Bat rnhconhr One h20- → Rxhcooh H2NR -
Uramur
Bat rnhcoor-h20- → rncooh hor -
Amino eraketa ester aminoa alkohola eratzen da
Polyether oinarritutako elastomeroek oxidazio termikoaren egonkortasuna dute, eta eterreko elastomeroak α- karbono atomoaren hidrogenoa erraz oxidatzen da, hidrogeno peroxidoa osatuz. Deskonposizio eta zatiketa gehiago egin ondoren, oxido erradikalak eta erradikal hidroxikoak sortzen ditu, azkenean eratu edo aldehidoak deskonposatuz.
Poliste-desberdinek efektu gutxi dute elastomeroen beroarekiko erresistentzian, eta polietilariek nolabaiteko eragina dute. TDI-MOCA-PTMEG-rekin alderatuta, TDI-MOCA-PTMEG-ek tdi-moca-ptmeg-ek% 44 eta% 60ko tasa ditu hurrenez hurren, 121 ℃ 7 egunetan, azkenak lehenak baino nabarmen hobeak izan zirenean. Arrazoia izan daiteke PPG molekulek kate adarrak izatea, ez baitira molekula elastikoen ohiko moldaketarako eta gorputz elastikoaren beroarekiko erresistentzia murrizten. Poliethers-en egonkortasun termikoa hau da: PTMEG> PEG> PPG.
Poliuretanoko elastomeroetako beste talde funtzionaletan, hala nola urea eta karbamatoa, oxidazio eta hidrolisi erreakzioak ere jasaten dituzte. Hala ere, Ether taldea erraz oxidatzen da, Ester taldea gehien hidrolizatuta dagoen bitartean. Haien antioxidatzaile eta hidrolisiarekiko erresistentzia da:
Antioxidatzaile Jarduera: Esterriak> Urea> Carbamate> Ether;
Hidrolisiarekiko erresistentzia: Ester
Polyeterethane poliuretanoen oxidazioarekiko erresistentzia hobetzeko eta poliesterrezko poliuretanoaren hidrolisiarekiko erresistentzia hobetzeko, gehigarriak ere gehitzen dira, esaterako,% 1 antioxidatzaile antioxidatzaile fenolikoa gehitzea Ptmeg Polyether Elastomer-era. Elastomero honen tentsio indarra 3-5 aldiz handitu daiteke antioxidatzaile gabe (probaren emaitzak 1500C-tan 168 orduz zahartu ondoren). Baina antioxidatzaile guztiek ez dute eraginik poliuretanoen 1010 eta Topanol051 (antioxidatzaile fenolikoek bakarrik, binzotriazko konplexua oztopatu zuten) efektu garrantzitsuak dituzte, eta lehena da onena, antioxidatzaile fenolikoak elastomeroekin bateragarritasun ona baitute. Hala ere, hidroxilgo fenolikoen fenolikoen antioxidatzaile fenolikoen eginkizun garrantzitsua dela eta, sisteman isocianato taldeen erreakzioaren eta "porrota" izan daitezen, isokanate taldeek ez dute poliolekin erlazioa handiegiak izan behar, eta antioxidatzaileak gehitu behar dira prebolimeroei eta kate-hedatzaileei. Prepolimeroen ekoizpenean gehitzen bada, asko eragingo du egonkortzeko efektuan.
Poliesterrezko poliuretanozko elastomeroen hidrolisia ekiditeko erabiltzen diren gehigarriak batez ere karotetikoko elastomeroaren molekuletan sortutako azido kariuretanoak sortutako azido karialetan. Karbodiimidoa% 2ko% 2ko zati masibo batean gehitzeak poliuretanoaren uraren egonkortasuna 2-4 aldiz handitu dezake. Gainera, Tert Butil Catechol, hexametilenetetramina, azodicarbonamidoa eta abar ere hidrolisi efektu batzuk ere badituzte.
04 Errendimenduaren ezaugarri nagusiak
Poliuretanoko elastomeroak klisi anitzeko kopolimeroak dira, kate molekularrek edalontzien trantsizio tenperaturarekin osatutako kate malguak ditu, giro-tenperatura baino txikiagoa eta distira zintzoak dituzten tenperatura tenperatura baino handiagoa. Horien artean, poliolismo oligomerikoak segmentu malguak eratzen dituzte, diisozanatuek eta molekula txikien kate hedatzaileek segmentu zurrunak osatzen dituzte. Kate-segmentu malgu eta zurrunak kapsulatutako egiturak zehazten du bere emanaldi bakarra:
(1) Gomazko arruntaren gogortasun-tartea da, oro har, Shaoer A20-A90 artean, eta plastikoen gogortasuna Shaoer A95 Shaoer D100 da. Poliuretano elastomeroak Shaoer A10 bezain baxua eta Shaoer D85 bezain altua izan daitezke, betegarriaren laguntza beharrik gabe;
(2) Indar eta elastikotasun handia mantendu daiteke gogortasun sorta zabal baten barruan;
(3) higadura erresistentzia bikaina, kautxu naturalaren 2-10 aldiz;
(4) ura, olioa eta produktu kimikoekiko erresistentzia bikaina;
(5) Eragin handiko erresistentzia, nekearen erresistentzia eta bibrazioarekiko erresistentzia, maiztasun handiko tolestura aplikazioetarako egokia;
(6) tenperatura baxuko erresistentzia ona, tenperatura baxuko hauskortasunarekin -30 ℃ edo -70 ℃;
(7) Isolamendu errendimendu bikaina du eta eroankortasun termiko baxua dela eta, isolamendu-efektu hobea du kautxuaren eta plastikoarekin alderatuta;
(8) Biokompatibilitate ona eta propietate antikoagulanteak;
(9) Isolamendu elektriko bikaina, moldearen erresistentzia eta UV egonkortasuna.
Poliuretanoko elastomeroak kautxu arruntaren prozesu berdinak erabiliz eratu daitezke, hala nola plastifikatzea, nahastea eta vulcanizazioa. Kautxu likido moduan moldatuta egon daitezke, moldura zentrifugoak edo isurketak eginez. Material granularretan ere egin daitezke eta injekzioa, estrusioa, biribilketa, kolpeak eta bestelako prozesuak erabiliz eratu daitezke. Horrela, lanaren eraginkortasuna hobetzeaz gain, produktuaren zehaztasun eta itxura dimentsioa ere hobetzen ditu
Post ordua: 2012-05-05