Το λεγόμενοπολυουρεθάνηςείναι η συντομογραφία της πολυουρεθάνης, η οποία σχηματίζεται από την αντίδραση πολυισοκυανικών και πολυολών, και περιέχει πολλές επαναλαμβανόμενες ομάδες αμινοεστέρων (-NH-CO-O-) στη μοριακή αλυσίδα. Στις πραγματικές συντιθέμενες ρητίνες πολυουρεθάνης, εκτός από την ομάδα αμινοεστέρων, υπάρχουν και ομάδες όπως η ουρία και η διουρία. Οι πολυόλες ανήκουν σε μόρια μακράς αλυσίδας με ομάδες υδροξυλίου στο άκρο, τα οποία ονομάζονται «τμήματα μαλακής αλυσίδας», ενώ τα πολυϊσοκυανικά ονομάζονται «τμήματα σκληρής αλυσίδας».
Μεταξύ των ρητινών πολυουρεθάνης που παράγονται από τμήματα μαλακής και σκληρής αλυσίδας, μόνο ένα μικρό ποσοστό είναι εστέρες αμινοξέων, επομένως μπορεί να μην είναι σκόπιμο να τους ονομάσουμε πολυουρεθάνη. Με μια ευρεία έννοια, η πολυουρεθάνη είναι ένα πρόσθετο ισοκυανικού.
Διαφορετικοί τύποι ισοκυανικών αντιδρούν με πολυυδροξυ ενώσεις για να δημιουργήσουν διάφορες δομές πολυουρεθάνης, λαμβάνοντας έτσι πολυμερή υλικά με διαφορετικές ιδιότητες, όπως πλαστικά, καουτσούκ, επιστρώσεις, ίνες, κόλλες κ.λπ. Καουτσούκ πολυουρεθάνης
Το καουτσούκ πολυουρεθάνης ανήκει σε ένα ειδικό είδος καουτσούκ, το οποίο κατασκευάζεται με αντίδραση πολυαιθέρα ή πολυεστέρα με ισοκυανικό. Υπάρχουν πολλές ποικιλίες λόγω διαφορετικών τύπων πρώτων υλών, συνθηκών αντίδρασης και μεθόδων διασύνδεσης. Από την άποψη της χημικής δομής, υπάρχουν τύποι πολυεστέρα και πολυαιθέρα, και από την άποψη της μεθόδου επεξεργασίας, υπάρχουν τρεις τύποι: τύπος ανάμειξης, τύπος χύτευσης και θερμοπλαστικός τύπος.
Το συνθετικό καουτσούκ πολυουρεθάνης γενικά συντίθεται με αντίδραση γραμμικού πολυεστέρα ή πολυαιθέρα με διισοκυανικό για να σχηματιστεί ένα προπολυμερές χαμηλού μοριακού βάρους, το οποίο στη συνέχεια υποβάλλεται σε αντίδραση επέκτασης αλυσίδας για να δημιουργήσει ένα πολυμερές υψηλού μοριακού βάρους. Στη συνέχεια, προστίθενται κατάλληλοι παράγοντες σταυροσύνδεσης και θερμαίνονται για να σκληρυνθεί, μετατρέποντας σε βουλκανισμένο καουτσούκ. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται προπολυμερισμός ή μέθοδος δύο σταδίων.
Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθεί μια μέθοδος ενός σταδίου - απευθείας ανάμειξη γραμμικού πολυεστέρα ή πολυαιθέρα με διισοκυανικά, επεκτατικά αλυσίδας και παράγοντες διασταύρωσης για την έναρξη μιας αντίδρασης και τη δημιουργία ελαστικού πολυουρεθάνης.
Το τμήμα Α στα μόρια TPU καθιστά τις μακρομοριακές αλυσίδες εύκολη στην περιστροφή, προσδίδοντας στο ελαστικό πολυουρεθάνης καλή ελαστικότητα, μειώνοντας το σημείο μαλάκυνσης και το δευτερεύον σημείο μετάβασης του πολυμερούς και μειώνοντας τη σκληρότητα και τη μηχανική του αντοχή. Το τμήμα Β θα δεσμεύσει την περιστροφή των μακρομοριακών αλυσίδων, προκαλώντας την αύξηση του σημείου μαλάκυνσης και του δευτερεύοντος μεταβατικού σημείου του πολυμερούς, με αποτέλεσμα αύξηση της σκληρότητας και της μηχανικής αντοχής και μείωση της ελαστικότητας. Προσαρμόζοντας τη μοριακή αναλογία μεταξύ Α και Β, μπορούν να παραχθούν TPU με διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες. Η δομή διασταύρωσης του TPU δεν πρέπει να λαμβάνει υπόψη μόνο την πρωτογενή διασύνδεση, αλλά και τη δευτερογενή διασύνδεση που σχηματίζεται από δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των μορίων. Ο κύριος δεσμός διασταύρωσης πολυουρεθάνης είναι διαφορετικός από τη δομή βουλκανισμού του καουτσούκ υδροξυλίου. Η ομάδα αμινοεστέρων, η ομάδα διουρίας, η ομάδα μυρμηκικής ουρίας και άλλες λειτουργικές ομάδες είναι διατεταγμένες σε ένα κανονικό και σε απόσταση άκαμπτο τμήμα αλυσίδας, με αποτέλεσμα μια κανονική δομή δικτύου από καουτσούκ, η οποία έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά και άλλες εξαιρετικές ιδιότητες. Δεύτερον, λόγω της παρουσίας πολλών εξαιρετικά συνεκτικών λειτουργικών ομάδων όπως ουρίας ή καρβαμιδικών ομάδων στο καουτσούκ πολυουρεθάνης, οι δεσμοί υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ μοριακών αλυσίδων έχουν υψηλή αντοχή και οι δευτερεύοντες δεσμοί διασταύρωσης που σχηματίζονται από δεσμούς υδρογόνου έχουν επίσης σημαντικό αντίκτυπο στις ιδιότητες του καουτσούκ πολυουρεθάνης. Η δευτερεύουσα διασύνδεση επιτρέπει στο καουτσούκ πολυουρεθάνης να διαθέτει τα χαρακτηριστικά των θερμοσκληρυνόμενων ελαστομερών από τη μία πλευρά, και από την άλλη πλευρά, αυτή η διασύνδεση δεν είναι πραγματικά σταυρωτή, καθιστώντας την μια εικονική διασύνδεση. Η κατάσταση διασταύρωσης εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, αυτή η διασύνδεση σταδιακά εξασθενεί και εξαφανίζεται. Το πολυμερές έχει μια ορισμένη ρευστότητα και μπορεί να υποβληθεί σε θερμοπλαστική επεξεργασία. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, αυτή η διασύνδεση σταδιακά ανακάμπτει και σχηματίζεται ξανά. Η προσθήκη μικρής ποσότητας πληρωτικού αυξάνει την απόσταση μεταξύ των μορίων, αποδυναμώνει την ικανότητα σχηματισμού δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων και οδηγεί σε απότομη μείωση της αντοχής. Η έρευνα έχει δείξει ότι η σειρά σταθερότητας των διαφόρων λειτουργικών ομάδων στο καουτσούκ πολυουρεθάνης από υψηλή σε χαμηλή είναι: εστέρας, αιθέρας, ουρία, καρβαμιδική και διουρία. Κατά τη διαδικασία γήρανσης του καουτσούκ πολυουρεθάνης, το πρώτο βήμα είναι το σπάσιμο των δεσμών διασταύρωσης μεταξύ διουρίας και ουρίας, ακολουθούμενο από το σπάσιμο των δεσμών καρβαμιδικής και ουρίας, δηλαδή το σπάσιμο της κύριας αλυσίδας.
01 Μαλάκωμα
Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης, όπως πολλά πολυμερή υλικά, μαλακώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες και μεταβαίνουν από μια ελαστική κατάσταση σε μια κατάσταση ιξώδους ροής, με αποτέλεσμα τη γρήγορη μείωση της μηχανικής αντοχής. Από χημική άποψη, η θερμοκρασία μαλάκυνσης της ελαστικότητας εξαρτάται κυρίως από παράγοντες όπως η χημική της σύνθεση, το σχετικό μοριακό βάρος και η πυκνότητα διασταύρωσης.
Γενικά, η αύξηση του σχετικού μοριακού βάρους, η αύξηση της ακαμψίας του σκληρού τμήματος (όπως η εισαγωγή ενός δακτυλίου βενζολίου στο μόριο) και η περιεκτικότητα του σκληρού τμήματος και η αύξηση της πυκνότητας σταυροδεσμών είναι όλα ωφέλιμα για την αύξηση της θερμοκρασίας μαλακώματος. Για τα θερμοπλαστικά ελαστομερή, η μοριακή δομή είναι κυρίως γραμμική και η θερμοκρασία μαλακώματος του ελαστομερούς αυξάνεται επίσης όταν αυξάνεται το σχετικό μοριακό βάρος.
Για τα διασυνδεδεμένα ελαστομερή πολυουρεθάνης, η πυκνότητα διασύνδεσης έχει μεγαλύτερη επίδραση από το σχετικό μοριακό βάρος. Επομένως, κατά την παραγωγή ελαστομερών, η αύξηση της λειτουργικότητας των ισοκυανικών ή πολυολών μπορεί να σχηματίσει μια θερμικά σταθερή δομή χημικής διασύνδεσης δικτύου σε ορισμένα από τα ελαστικά μόρια ή η χρήση υπερβολικών αναλογιών ισοκυανικών για να σχηματιστεί μια σταθερή δομή διασταύρωσης ισοκυανικού στο ελαστικό σώμα. ένα ισχυρό μέσο για τη βελτίωση της αντοχής στη θερμότητα, της αντίστασης του διαλύτη και της μηχανικής αντοχής του ελαστομερούς.
Όταν το PPDI (p-phenyldiisocyanate) χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη, λόγω της άμεσης σύνδεσης δύο ισοκυανικών ομάδων με τον δακτύλιο βενζολίου, το σχηματιζόμενο σκληρό τμήμα έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε βενζολικό δακτύλιο, το οποίο βελτιώνει την ακαμψία του σκληρού τμήματος και έτσι ενισχύει τη θερμική αντίσταση του ελαστομερούς.
Από φυσική άποψη, η θερμοκρασία μαλακώματος των ελαστομερών εξαρτάται από τον βαθμό διαχωρισμού μικροφάσης. Σύμφωνα με αναφορές, η θερμοκρασία μαλάκυνσης των ελαστομερών που δεν υφίστανται διαχωρισμό μικροφάσης είναι πολύ χαμηλή, με θερμοκρασία επεξεργασίας μόνο περίπου 70 ℃, ενώ τα ελαστομερή που υφίστανται διαχωρισμό μικροφάσης μπορούν να φτάσουν τους 130-150 ℃. Επομένως, η αύξηση του βαθμού διαχωρισμού μικροφάσεων στα ελαστομερή είναι μία από τις αποτελεσματικές μεθόδους για τη βελτίωση της αντοχής τους στη θερμότητα.
Ο βαθμός μικροφασικού διαχωρισμού των ελαστομερών μπορεί να βελτιωθεί αλλάζοντας τη σχετική κατανομή μοριακού βάρους των τμημάτων της αλυσίδας και το περιεχόμενο των άκαμπτων τμημάτων της αλυσίδας, ενισχύοντας έτσι την αντίσταση στη θερμότητα. Οι περισσότεροι ερευνητές πιστεύουν ότι ο λόγος για τον διαχωρισμό μικροφάσης στην πολυουρεθάνη είναι η θερμοδυναμική ασυμβατότητα μεταξύ των μαλακών και σκληρών τμημάτων. Ο τύπος επέκτασης αλυσίδας, το σκληρό τμήμα και το περιεχόμενό του, ο τύπος μαλακού τμήματος και ο δεσμός υδρογόνου έχουν όλα σημαντικό αντίκτυπο σε αυτό.
Σε σύγκριση με τα επεκτατικά αλυσίδας διόλης, τα επεκτατικά αλυσίδας διαμίνης όπως το MOCA (3,3-διχλωρο-4,4-διαμινοδιφαινυλμεθάνιο) και το DCB (3,3-διχλωρο-διφαινυλενοδιαμίνη) σχηματίζουν πιο πολικές ομάδες αμινοεστέρων στα ελαστομερή και περισσότερους δεσμούς υδρογόνου μπορούν να σχηματίζονται μεταξύ σκληρών τμημάτων, αυξάνοντας την αλληλεπίδραση μεταξύ σκληρών τμημάτων και βελτιώνοντας τον βαθμό διαχωρισμού μικροφάσεων στα ελαστομερή. Τα συμμετρικά αρωματικά επεκτατικά αλυσίδας όπως το p, η p-διυδροκινόνη και η υδροκινόνη είναι ωφέλιμα για την κανονικοποίηση και τη σφιχτή συσκευασία των σκληρών τμημάτων, βελτιώνοντας έτσι τον διαχωρισμό μικροφάσεων των προϊόντων.
Τα τμήματα αμινοεστέρων που σχηματίζονται από αλειφατικά ισοκυανικά έχουν καλή συμβατότητα με τα μαλακά τμήματα, με αποτέλεσμα περισσότερα σκληρά τμήματα να διαλύονται στα μαλακά τμήματα, μειώνοντας τον βαθμό διαχωρισμού μικροφάσης. Τα τμήματα αμινοεστέρων που σχηματίζονται από αρωματικά ισοκυανικά έχουν κακή συμβατότητα με τα μαλακά τμήματα, ενώ ο βαθμός διαχωρισμού μικροφάσης είναι υψηλότερος. Η πολυολεφίνη πολυουρεθάνη έχει μια σχεδόν πλήρη δομή διαχωρισμού μικροφάσης λόγω του γεγονότος ότι το μαλακό τμήμα δεν σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου και οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να εμφανιστούν μόνο στο σκληρό τμήμα.
Η επίδραση του δεσμού υδρογόνου στο σημείο μαλάκυνσης των ελαστομερών είναι επίσης σημαντική. Αν και οι πολυαιθέρες και τα καρβονύλια στο μαλακό τμήμα μπορούν να σχηματίσουν μεγάλο αριθμό δεσμών υδρογόνου με NH στο σκληρό τμήμα, αυξάνει επίσης τη θερμοκρασία μαλακώματος των ελαστομερών. Έχει επιβεβαιωθεί ότι οι δεσμοί υδρογόνου διατηρούν ακόμη το 40% στους 200 ℃.
02 Θερμική αποσύνθεση
Οι ομάδες αμινοεστέρων υφίστανται την ακόλουθη αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
Υπάρχουν τρεις κύριες μορφές θερμικής αποσύνθεσης υλικών με βάση την πολυουρεθάνη:
① Σχηματισμός αρχικών ισοκυανικών και πολυολών.
② α— Ο δεσμός οξυγόνου στη βάση CH2 σπάει και συνδυάζεται με έναν δεσμό υδρογόνου στο δεύτερο CH2 για να σχηματίσει αμινοξέα και αλκένια. Τα αμινοξέα αποσυντίθενται σε μία πρωτοταγή αμίνη και διοξείδιο του άνθρακα:
③ Σχηματίστε 1 δευτεροταγή αμίνη και διοξείδιο του άνθρακα.
Θερμική αποσύνθεση της δομής καρβαμιδικού:
Αρυλ NHCO Αρυλ,~120 ℃;
Ν-αλκυλ-NHCO-αρυλ,~180 ℃;
Αρυλ NHCO η-αλκυλ,~200 ℃;
Ν-αλκυλ-NHCO-n-αλκυλ,~250 ℃.
Η θερμική σταθερότητα των εστέρων αμινοξέων σχετίζεται με τους τύπους των πρώτων υλών όπως οι ισοκυανικές ενώσεις και οι πολυόλες. Τα αλειφατικά ισοκυανικά είναι υψηλότερα από τα αρωματικά ισοκυανικά, ενώ οι λιπαρές αλκοόλες είναι υψηλότερες από τις αρωματικές αλκοόλες. Ωστόσο, η βιβλιογραφία αναφέρει ότι η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης των εστέρων αλειφατικών αμινοξέων είναι μεταξύ 160-180 ℃ και αυτή των αρωματικών εστέρων αμινοξέων είναι μεταξύ 180-200 ℃, κάτι που δεν συνάδει με τα παραπάνω δεδομένα. Ο λόγος μπορεί να σχετίζεται με τη μέθοδο δοκιμής.
Στην πραγματικότητα, το αλειφατικό CHDI (διισοκυανικό 1,4-κυκλοεξάνιο) και το HDI (διισοκυανικό εξαμεθυλένιο) έχουν καλύτερη αντίσταση στη θερμότητα από τα συνήθως χρησιμοποιούμενα αρωματικά MDI και TDI. Ειδικά το trans CHDI με συμμετρική δομή έχει αναγνωριστεί ως το πιο ανθεκτικό στη θερμότητα ισοκυανικό. Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης που παρασκευάζονται από αυτό έχουν καλή δυνατότητα επεξεργασίας, εξαιρετική αντοχή στην υδρόλυση, υψηλή θερμοκρασία μαλάκυνσης, χαμηλή θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου, χαμηλή θερμική υστέρηση και υψηλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Εκτός από την ομάδα αμινοεστέρων, τα ελαστομερή πολυουρεθάνης έχουν επίσης άλλες λειτουργικές ομάδες όπως μυρμηκική ουρία, διουρία, ουρία κ.λπ. Αυτές οι ομάδες μπορούν να υποστούν θερμική αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες:
NHCONCOO - (αλειφατική μυρμηκική ουρία), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (αρωματική μυρμηκική ουρία), σε εύρος θερμοκρασίας 1-120 ℃.
- NHCONCONH – (αλειφατική διουρία), σε θερμοκρασία που κυμαίνεται από 10 ° C έως 110 ° C.
NHCONCONH – (αρωματική διουρία), 115-125 ℃;
NHCONH – (αλειφατική ουρία), 140-180 ℃;
- NHCONH – (αρωματική ουρία), 160-200 ℃;
Ισοκυανουρικό δακτύλιο>270 ℃.
Η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης της διουρίας και του μυρμηκικού άλατος με βάση την ουρία είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του αμινομυρμηκικού και της ουρίας, ενώ το ισοκυανουρικό έχει την καλύτερη θερμική σταθερότητα. Κατά την παραγωγή ελαστομερών, τα υπερβολικά ισοκυανικά μπορούν περαιτέρω να αντιδράσουν με το σχηματισμένο αμινοφορμικό και την ουρία για να σχηματίσουν διασταυρούμενες δομές μυρμηκικού και διουρίας με βάση την ουρία. Αν και μπορούν να βελτιώσουν τις μηχανικές ιδιότητες των ελαστομερών, είναι εξαιρετικά ασταθή στη θερμότητα.
Για να μειωθούν οι θερμικά ασταθείς ομάδες όπως η διουρία και η μυρμηκική ουρία στα ελαστομερή, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αναλογία πρώτης ύλης και η διαδικασία παραγωγής τους. Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται υπερβολικές αναλογίες ισοκυανικών και άλλες μέθοδοι θα πρέπει να χρησιμοποιούνται όσο το δυνατόν περισσότερο για να σχηματιστούν πρώτα μερικοί ισοκυανικοί δακτύλιοι στις πρώτες ύλες (κυρίως ισοκυανικά, πολυόλες και επεκτατικά αλυσίδας) και στη συνέχεια να εισαχθούν στο ελαστομερές σύμφωνα με κανονικές διεργασίες. Αυτή έχει γίνει η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την παραγωγή ανθεκτικών στη θερμότητα και ανθεκτικών στη φλόγα ελαστομερών πολυουρεθάνης.
03 Υδρόλυση και θερμική οξείδωση
Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης είναι επιρρεπή σε θερμική αποσύνθεση στα σκληρά τους τμήματα και αντίστοιχες χημικές αλλαγές στα μαλακά τους τμήματα σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα ελαστομερή πολυεστέρα έχουν κακή αντοχή στο νερό και πιο έντονη τάση να υδρολύονται σε υψηλές θερμοκρασίες. Η διάρκεια ζωής του πολυεστέρα/TDI/διαμίνης μπορεί να φτάσει τους 4-5 μήνες στους 50 ℃, μόνο δύο εβδομάδες στους 70 ℃ και μόνο λίγες ημέρες πάνω από 100 ℃. Οι εστερικοί δεσμοί μπορούν να αποσυντεθούν σε αντίστοιχα οξέα και αλκοόλες όταν εκτεθούν σε ζεστό νερό και ατμό και οι ομάδες ουρίας και αμινοεστέρων στα ελαστομερή μπορούν επίσης να υποστούν αντιδράσεις υδρόλυσης:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
Οινόπνευμα εστέρα
Ένα RNHCONHR ένα H20- → RXHCOOH H2NR -
Ουρεαμίδη
Ένα RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
Αμινομυρμηκικός εστέρας Αμινοφορμική αλκοόλη
Τα ελαστομερή με βάση τον πολυαιθέρα έχουν χαμηλή θερμική σταθερότητα οξείδωσης και τα ελαστομερή με βάση τον αιθέρα α- Το υδρογόνο στο άτομο άνθρακα οξειδώνεται εύκολα, σχηματίζοντας ένα υπεροξείδιο του υδρογόνου. Μετά από περαιτέρω αποσύνθεση και διάσπαση, δημιουργεί ρίζες οξειδίου και ρίζες υδροξυλίου, οι οποίες τελικά αποσυντίθενται σε μυρμηκικούς ή αλδεΰδες.
Οι διαφορετικοί πολυεστέρες έχουν μικρή επίδραση στη θερμική αντίσταση των ελαστομερών, ενώ διαφορετικοί πολυαιθέρες έχουν κάποια επίδραση. Σε σύγκριση με το TDI-MOCA-PTMEG, το TDI-MOCA-PTMEG έχει ποσοστό διατήρησης αντοχής σε εφελκυσμό 44% και 60% αντίστοιχα όταν παλαιωθεί στους 121 ℃ για 7 ημέρες, με το δεύτερο να είναι σημαντικά καλύτερο από το πρώτο. Ο λόγος μπορεί να είναι ότι τα μόρια PPG έχουν διακλαδισμένες αλυσίδες, οι οποίες δεν ευνοούν την κανονική διάταξη των ελαστικών μορίων και μειώνουν τη θερμική αντίσταση του ελαστικού σώματος. Η σειρά θερμικής σταθερότητας των πολυαιθέρων είναι: PTMEG>PEG>PPG.
Άλλες λειτουργικές ομάδες στα ελαστομερή πολυουρεθάνης, όπως η ουρία και το καρβαμικό, υφίστανται επίσης αντιδράσεις οξείδωσης και υδρόλυσης. Ωστόσο, η αιθερική ομάδα είναι η πιο εύκολα οξειδωμένη, ενώ η εστερική ομάδα είναι η πιο εύκολα υδρολυόμενη. Η σειρά της αντοχής τους στην αντιοξειδωτική και υδρόλυση είναι:
Αντιοξειδωτική δράση: εστέρες>ουρία>καρβαμιδικό>αιθέρας.
Αντοχή στην υδρόλυση: εστέρας
Για να βελτιωθεί η αντοχή στην οξείδωση της πολυαιθερικής πολυουρεθάνης και η αντίσταση στην υδρόλυση της πολυεστερικής πολυουρεθάνης, προστίθενται επίσης πρόσθετα, όπως η προσθήκη 1% φαινολικού αντιοξειδωτικού Irganox1010 στο ελαστομερές πολυαιθέρα PTMEG. Η αντοχή σε εφελκυσμό αυτού του ελαστομερούς μπορεί να αυξηθεί κατά 3-5 φορές σε σύγκριση με χωρίς αντιοξειδωτικά (αποτελέσματα δοκιμής μετά από γήρανση στους 1500C για 168 ώρες). Αλλά δεν έχει κάθε αντιοξειδωτικό αποτέλεσμα στα ελαστομερή πολυουρεθάνης, μόνο το φαινολικό 1rganox 1010 και το TopanOl051 (φαινολικό αντιοξειδωτικό, σταθεροποιητής φωτός παρεμποδισμένης αμίνης, σύμπλεγμα βενζοτριαζόλης) έχουν σημαντικά αποτελέσματα, και το πρώτο είναι το καλύτερο, πιθανώς επειδή τα φαινολικά αντιοξειδωτικά έχουν καλή συμβατότητα με τα ελαστικά. Ωστόσο, λόγω του σημαντικού ρόλου των φαινολικών υδροξυλομάδων στο μηχανισμό σταθεροποίησης των φαινολικών αντιοξειδωτικών, προκειμένου να αποφευχθεί η αντίδραση και η «αστοχία» αυτής της φαινολικής υδροξυλομάδας με ισοκυανικές ομάδες στο σύστημα, η αναλογία ισοκυανικών προς πολυόλες δεν θα πρέπει να είναι πολύ μεγάλο και αντιοξειδωτικά πρέπει να προστεθούν στα προπολυμερή και τα επεκτατικά αλυσίδας. Εάν προστεθεί κατά την παραγωγή προπολυμερών, θα επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα σταθεροποίησης.
Τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της υδρόλυσης ελαστομερών πολυεστέρα πολυουρεθάνης είναι κυρίως ενώσεις καρβοδιιμιδίου, οι οποίες αντιδρούν με καρβοξυλικά οξέα που παράγονται από υδρόλυση εστέρα σε μόρια ελαστομερούς πολυουρεθάνης για να δημιουργήσουν παράγωγα ακυλουρίας, αποτρέποντας περαιτέρω υδρόλυση. Η προσθήκη καρβοδιιμιδίου σε κλάσμα μάζας 2% έως 5% μπορεί να αυξήσει τη σταθερότητα της πολυουρεθάνης στο νερό κατά 2-4 φορές. Επιπλέον, η τριτ βουτυλική κατεχόλη, η εξαμεθυλενοτετραμίνη, το αζωδικαρβοναμίδιο κ.λπ. έχουν επίσης ορισμένα αποτελέσματα κατά της υδρόλυσης.
04 Κύρια χαρακτηριστικά απόδοσης
Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης είναι τυπικά συμπολυμερή πολλαπλών μπλοκ, με μοριακές αλυσίδες που αποτελούνται από εύκαμπτα τμήματα με θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου χαμηλότερη από τη θερμοκρασία δωματίου και άκαμπτα τμήματα με θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου υψηλότερη από τη θερμοκρασία δωματίου. Μεταξύ αυτών, οι ολιγομερείς πολυόλες σχηματίζουν εύκαμπτα τμήματα, ενώ τα διισοκυανικά και οι μικρομοριακές αλυσίδες επέκτασης σχηματίζουν άκαμπτα τμήματα. Η ενσωματωμένη δομή των εύκαμπτων και άκαμπτων τμημάτων αλυσίδας καθορίζει τη μοναδική τους απόδοση:
(1) Το εύρος σκληρότητας του συνηθισμένου καουτσούκ είναι γενικά μεταξύ Shaoer A20-A90, ενώ το εύρος σκληρότητας του πλαστικού είναι περίπου Shaoer A95 Shaoer D100. Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης μπορούν να φτάσουν τόσο χαμηλά όσο το Shaoer A10 και τόσο ψηλά όσο το Shaoer D85, χωρίς να απαιτείται βοήθεια πλήρωσης.
(2) Η υψηλή αντοχή και ελαστικότητα μπορούν ακόμα να διατηρηθούν σε ένα ευρύ φάσμα σκληρότητας.
(3) Εξαιρετική αντοχή στη φθορά, 2-10 φορές αυτή του φυσικού καουτσούκ.
(4) Εξαιρετική αντοχή στο νερό, το λάδι και τις χημικές ουσίες.
(5) Υψηλή αντοχή στην κρούση, αντοχή στην κόπωση και αντοχή στους κραδασμούς, κατάλληλα για εφαρμογές κάμψης υψηλής συχνότητας.
(6) Καλή αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία, με ευθραυστότητα χαμηλής θερμοκρασίας κάτω από -30 ℃ ή -70 ℃.
(7) Έχει εξαιρετική απόδοση μόνωσης και λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας του, έχει καλύτερη μονωτική επίδραση σε σύγκριση με το καουτσούκ και το πλαστικό.
(8) Καλή βιοσυμβατότητα και αντιπηκτικές ιδιότητες.
(9) Εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση, αντοχή στη μούχλα και σταθερότητα στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Τα ελαστομερή πολυουρεθάνης μπορούν να σχηματιστούν χρησιμοποιώντας τις ίδιες διαδικασίες με το συνηθισμένο καουτσούκ, όπως πλαστικοποίηση, ανάμειξη και βουλκανισμό. Μπορούν επίσης να μορφοποιηθούν με τη μορφή υγρού καουτσούκ με έκχυση, φυγοκεντρική χύτευση ή ψεκασμό. Μπορούν επίσης να κατασκευαστούν σε κοκκώδη υλικά και να διαμορφωθούν χρησιμοποιώντας έγχυση, εξώθηση, έλαση, χύτευση με εμφύσηση και άλλες διαδικασίες. Με αυτόν τον τρόπο, όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση της εργασίας, αλλά βελτιώνει επίσης την ακρίβεια διαστάσεων και την εμφάνιση του προϊόντος
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-05-2023