Sa yo rele anpoliyiretànse abrevyasyon an poliyiretàn, ki se ki te fòme pa reyaksyon an nan poliisocyanates ak poliol, epi li gen anpil repete gwoup amine estè (-NH-Co-O-) sou chèn nan molekilè. Nan aktyèl rezin an poliyiretàn sentetiz, nan adisyon a gwoup la Ester Amino, gen tou gwoup tankou ure ak biuret. Polyol fè pati nan molekil long chèn ak gwoup idroksil nan fen a, ki yo rele "segments chèn mou", pandan y ap polyisocyanates yo rele "segman chèn difisil".
Pami rezin yo an poliyiretàn ki te pwodwi pa segments chèn mou ak difisil, se sèlman yon ti pousantaj yo se èste asid amine, kidonk li ka pa apwopriye yo rele yo an poliyiretàn. Nan yon sans laj, an poliyiretàn se yon aditif nan isocyanate.
Diferan kalite isocyanates reyaji ak konpoze polyhydroxy jenere estrikti divès kalite an poliyiretàn, kidonk jwenn materyèl polymère ak pwopriyete diferan, tankou plastik, kawotchou, penti, fib, adezif, elatriye.
Kawotchou an poliyiretàn ki dwe nan yon kalite espesyal nan kawotchou, ki se te fè pa reyaji poliether oswa Polyester ak isocyanate. Gen anpil varyete akòz diferan kalite matyè premyè, kondisyon reyaksyon, ak metòd retlinking. Soti nan yon pèspektiv estrikti chimik, gen kalite Polyester ak poliether, ak nan yon pèspektiv metòd pwosesis, gen twa kalite: kalite melanje, kalite Distribisyon, ak kalite thermoplastic.
Se kawotchou sentetik an poliyiretàn jeneralman sentetiz pa reyaji lineyè Polyester oswa poli ansanm ak diisocyanate yo fòme yon ki ba molekilè pwa prepolymer, ki se Lè sa a, sibi reyaksyon ekstansyon chèn jenere yon segondè polymère pwa molekilè. Lè sa a, yo te ajoute ajan ki apwopriye retikile ak chofe geri li, vin kawotchou vulkanize. Metòd sa a rele prepolymerization oswa de-etap metòd.
Li posib tou pou itilize yon metòd yon sèl-etap-dirèkteman melanje lineyè Polyester oswa poli ansanm ak diisocyanates, èkstansyon chèn, ak ajan retlinking kòmanse yon reyaksyon ak jenere an poliyiretàn kawotchou.
A-segman nan molekil TPU fè chenn yo makromolekulèr fasil Thorne, dotasyon an poliyiretàn kawotchou ak bon Elastisite, diminye pwen an adousi ak pwen tranzisyon segondè nan polymère a, ak diminye dite li yo ak fòs mekanik. Segman B-a pral mare wotasyon nan chenn makromolekilè, sa ki lakòz pwen an adousi ak pwen tranzisyon segondè nan polymère a ogmante, sa ki lakòz yon ogmantasyon nan dite ak fòs mekanik, ak yon diminisyon nan Elastisite. Pa ajiste rapò a molè ant A ak B, TPUs ak diferan pwopriyete mekanik ka pwodwi. Estrikti nan kwa-ki lye ak nan TPU pa dwe sèlman konsidere prensipal kwa-ki lye ak, men tou, segondè kwa-ki lye ak ki te fòme pa lyezon idwojèn ant molekil. Prensipal kosyon kwa-ki lye ak an poliyiretàn se diferan de estrikti a vulkanizasyon nan kawotchou idroksil. Gwoup Amino Ester li yo, Gwoup Biuret, gwoup fòmate ure ak lòt gwoup fonksyonèl yo ranje nan yon segman chèn regilye ak espace rijid, sa ki lakòz yon estrikti rezo regilye nan kawotchou, ki gen ekselan rezistans mete ak lòt pwopriyete ekselan. Dezyèmman, akòz prezans nan anpil gwoup fonksyonèl trè limenm tankou ure oswa gwoup carbamate nan an poliyiretàn kawotchou, lyezon idwojèn ki te fòme ant chenn molekilè gen gwo fòs, ak bon yo crosslinking segondè ki te fòme pa lyezon idwojèn tou gen yon enpak siyifikatif sou pwopriyete yo nan polyuretan kawotchou. Segondè kwa-ki lye ak pèmèt kawotchou an poliyiretàn posede karakteristik sa yo nan elastomè tèrmosetting sou yon sèl men, ak sou lòt men an, sa a kwa-ki lye ak se pa vrèman kwa-lye, fè li yon vityèl kwa-ki lye ak. Kondisyon an kwa-ki lye ak depann sou tanperati a. Kòm tanperati a ogmante, sa a kwa-ki lye ak piti piti febli ak disparèt. Polymer a gen yon sèten fluidite epi yo ka sibi pwosesis tèrmoplastik. Lè tanperati a diminye, sa a kwa-ki lye ak piti piti retabli ak fòm ankò. Adisyon nan yon ti kantite filler ogmante distans ki genyen ant molekil, febli kapasite nan fòme lyezon idwojèn ant molekil, ak mennen nan yon diminisyon byen file nan fòs. Rechèch te montre ke lòd estabilite nan divès gwoup fonksyonèl nan an poliyiretàn kawotchou soti nan segondè a ki ba se: Ester, etè, ure, carbamate, ak biuret. Pandan pwosesis la aje nan kawotchou an poliyiretàn, premye etap la se kraze nan kwa yo kwa-ki lye ak ant biuret ak ure, ki te swiv pa kraze nan carbamate a ak lyezon ure, se sa ki, chèn prensipal la kraze.
01 adousi
Elastomè an poliyiretàn, tankou anpil materyèl polymère, adousi nan tanperati ki wo ak tranzisyon soti nan yon eta elastik nan yon eta koule gluan, sa ki lakòz yon diminisyon rapid nan fòs mekanik. Soti nan yon pèspektiv chimik, tanperati a ralantisman nan Elastisite sitou depann sou faktè tankou konpozisyon chimik li yo, relatif pwa molekilè, ak dansite retlinking.
Anjeneral pale, ogmante relatif pwa molekilè a, ogmante frigidité a nan segman a difisil (tankou entwodwi yon bag benzèn nan molekil la) ak kontni an nan segman a difisil, ak ogmante dansite nan retlinking yo tout benefis pou ogmante tanperati a ralantisman. Pou elastomè tèrmoplastik, estrikti molekilè a se sitou lineyè, ak tanperati a ralantisman nan elastomèr a tou ogmante lè se pwa a relatif molekilè ogmante.
Pou elastomè an poliyiretàn ki lye ak kwa, dansite retikile gen yon pi gwo enpak pase pwa molekilè relatif. Se poutèt sa, lè manifakti elastomè, ogmante fonctionnalités a nan isocyanates oswa poliol ka fòme yon tèmik ki estab rezo chimik kwa-ki lye ak estrikti nan kèk nan molekil yo elastik, oswa lè l sèvi avèk twòp isocyanate rapò yo fòme yon isocyanate kwa-ki lye ak estrikti nan kò a elastik.
Lè PPDI (p-phenyldiisocyanate) yo itilize kòm materyèl la anvan tout koreksyon, akòz koneksyon an dirèk nan de gwoup isocyanate nan bag la benzèn, segman an ki te fòme difisil gen yon pi wo kontni bag benzèn, ki amelyore frigidité a nan segman a difisil e konsa amelyore rezistans a chalè nan elastomèr la.
Soti nan yon pèspektiv fizik, tanperati a ralantisman nan elastomè depann sou degre nan separasyon mikwofaz. Selon rapò yo, tanperati a adousi nan elastomè ki pa sibi separasyon mikwo se trè ba, ak yon tanperati pwosesis nan sèlman sou 70 ℃, pandan y ap elastomè ki sibi separasyon mikwo kapab rive nan 130-150 ℃. Se poutèt sa, ogmante degre nan separasyon microphase nan elastomè se youn nan metòd yo efikas amelyore rezistans chalè yo.
Ka degre nan separasyon microphase nan elastomèr ka amelyore pa chanje relatif distribisyon an pwa molekilè nan segments chèn ak kontni an nan segments chèn rijid, kidonk amelyore rezistans chalè yo. Pifò chèchè kwè ke rezon ki fè yo pou separasyon microphase nan an poliyiretàn se enkonpatibilite a tèmodinamik ant segments yo mou ak difisil. Kalite a nan extender chèn, segman difisil ak kontni li yo, kalite segman mou, ak idwojèn lyezon tout gen yon enpak siyifikatif sou li.
Compared with diol chain extenders, diamine chain extenders such as MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) and DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) form more polar amino ester groups in elastomers, and more hydrogen bonds can be formed between hard segments, increasing the interaction between hard segments and improving the degree of separasyon mikwofaz nan elastomè; Simetrik aromat chèn èkstansyone tankou P, P-dihydroquinone, ak idrokinon yo benefisye pou nòmalizasyon an ak anbalaj sere nan segments difisil, kidonk amelyore separasyon an microphase nan pwodwi yo.
Segman yo estè amine ki te fòme pa isocyanates alifatik gen bon konpatibilite ak segments yo mou, sa ki lakòz plis segman difisil dissolve nan segments yo mou, diminye degre nan separasyon mikwofaz. Segman yo estè amine ki te fòme pa isocyanates aromat gen pòv konpatibilite ak segments yo mou, pandan y ap degre nan separasyon microphase se pi wo. Polyolefin an poliyiretàn gen yon estrikti separasyon prèske konplè mikwofaz akòz lefèt ke segman an mou pa fòme lyezon idwojèn ak lyezon idwojèn ka sèlman rive nan segman a difisil.
Efè a nan idwojèn lyezon sou pwen an ralantisman nan elastomè se tou enpòtan. Malgre ke PE ak carbonyls nan segman a mou ka fòme yon gwo kantite lyezon idwojèn ak NH nan segman a difisil, li tou ogmante tanperati a ralantisman nan elastomèr. Li te konfime ke lyezon idwojèn toujou kenbe 40% nan 200 ℃.
02 dekonpozisyon tèmik
Gwoup Amino Ester sibi dekonpozisyon ki anba la a nan tanperati ki wo:
- rnhcoor- rnc0 ho-r
- RNHCOOR - RNH2 CO2 ENE
- RNHCOOR - RNHR CO2 ENE
Gen twa fòm prensipal nan dekonpozisyon tèmik nan an poliyiretàn ki baze sou materyèl:
① Fòmasyon isocyanates orijinal ak poliol;
Α α- kosyon oksijèn sou repo baz CH2 yo epi konbine avèk yon sèl kosyon idwojèn sou dezyèm CH2 pou fòme asid amine ak alkèn. Asid amine dekonpoze nan yon sèl amine prensipal ak gaz kabonik:
③ Fòm 1 segondè amine ak gaz kabonik.
Dekonpozisyon tèmik nan estrikti carbamate:
Aryl nhco aryl, ~ 120 ℃;
N-alkyl-nhco-aryl, ~ 180 ℃;
Aryl nhco n-alkyl, ~ 200 ℃;
N-alkyl-nhco-n-alkyl, ~ 250 ℃.
Se estabilite nan tèmik nan estè asid amine ki gen rapò ak ki kalite materyèl kòmanse tankou isocyanates ak poliol. Isocyanates alifatik yo pi wo pase isocyanates aromat, pandan y ap alkòl gra yo pi wo pase alkòl aromat. Sepandan, literati a rapòte ke tanperati a dekonpozisyon tèmik nan alifatik èste asid amine se ant 160-180 ℃, ak sa yo ki an aromat asid amine estè se ant 180-200 ℃, ki se konsistan avèk done ki anwo yo. Rezon ki fè la ka ki gen rapò ak metòd la tès yo.
An reyalite, alifatik CHDI (1,4-cyclohexane diisocyanate) ak HDI (hexamethylene diisocyanate) fè gen pi bon rezistans chalè pase souvan itilize aromat MDI ak TDI. Espesyalman Trans CHDI a ak estrikti simetrik te rekonèt kòm izokyanat ki pi chalè ki reziste. Elastomè an poliyiretàn prepare soti nan li gen bon processability, ekselan rezistans idroliz, tanperati segondè ralantisman, tanperati ki ba tranzisyon an vè, ki ba tèmik isterez, ak segondè rezistans UV.
Anplis de gwoup la Ester Amino, elastomè an poliyiretàn tou gen lòt gwoup fonksyonèl tankou ure fòme, biuret, ure, elatriye. Gwoup sa yo ka sibi dekonpozisyon tèmik nan tanperati ki wo:
NHConcoo-(alifatik ure fòme), 85-105 ℃;
- NHConCOO- (aromat ure fòme), nan yon seri tanperati nan 1-120 ℃;
- NHConconh - (alifatik biuret), nan yon tanperati ki sòti nan 10 ° C a 110 ° C;
NHCONH-(aromat biuret), 115-125 ℃;
NHConh-(alifatik ure), 140-180 ℃;
- NHConh- (aromat ure), 160-200 ℃;
Bag isocyanurate> 270 ℃.
Tanperati a dekonpozisyon tèmik nan biuret ak ure ki baze sou fòma se pi ba anpil pase sa yo ki an aminoformate ak ure, pandan y ap isocyanurate gen pi bon estabilite nan tèmik. Nan pwodiksyon elastomè yo, isocyanates twòp ka reyaji pli lwen ak aminoformate a ki te fòme ak ure yo fòme ure ki baze sou fòme ak biuret kwa-lye estrikti. Malgre ke yo ka amelyore pwopriyete yo mekanik nan elastomè yo, yo yo trè enstab nan chalè.
Pou diminye gwoup yo tèmik enstab tankou biuret ak ure fòme nan elastomè, li nesesè yo konsidere rapò materyèl anvan tout koreksyon yo ak pwosesis pwodiksyon an. Rapò izokyanat twòp yo ta dwe itilize, ak lòt metòd yo ta dwe itilize kòm anpil ke posib nan premye fòm yon pati nan isocyanate bag nan matyè premyè yo (sitou isocyanates, poliol, ak èkstansyon chèn), ak Lè sa a, prezante yo nan elastomèr a selon pwosesis nòmal. Sa a te vin metòd ki pi souvan itilize pou pwodwi chalè ki reziste ak flanm dife rezistan elastomè an poliyiretàn.
03 idroliz ak oksidasyon tèmik
Elastomè an poliyiretàn yo se tendans dekonpozisyon tèmik nan segments difisil yo ak chanjman chimik korespondan nan segments mou yo nan tanperati ki wo. Elastomè Polyester gen rezistans dlo pòv ak yon tandans pi grav idrolize nan tanperati ki wo. Lavi sèvis la nan Polyester/TDI/Diamine ka rive jwenn 4-5 mwa nan 50 ℃, sèlman de semèn nan 70 ℃, epi sèlman kèk jou pi wo a 100 ℃. Bon ester ka dekonpoze nan asid korespondan ak alkòl lè ekspoze a dlo cho ak vapè, ak ure ak gwoup estè amine nan elastomè kapab tou sibi reyaksyon idroliz:
Rcoor h20- → rcooh hor
Ester alkòl
Yon sèl rnhconhr yon sèl h20- → rxhCOOH h2nr -
Ureamide
Yon sèl RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR-
Amino Formate Ester Amino Formate Alkòl
Elastomè ki baze sou poliher gen pòv estabilite oksidasyon tèmik, ak etè ki baze sou elastomè α- idwojèn la sou atòm kabòn se fasil soksid, fòme yon oksijene idwojèn. Apre plis dekonpozisyon ak klivaj, li jenere radikal oksid ak radikal idroksil, ki evantyèlman dekonpoze nan fòme oswa aldeid.
Polyesters diferan gen ti efè sou rezistans a chalè nan elastomè, pandan y ap polièt diferan gen yon enfliyans sèten. Konpare ak TDI-MOCA-PTMEG, TDI-MOCA-PTMEG gen yon pousantaj retansyon fòs rupture nan 44% ak 60% respektivman lè ki gen laj nan 121 ℃ pou 7 jou, ak lèt la ke yo te siyifikativman pi bon pase ansyen an. Rezon ki fè la ka ke molekil PPG gen chenn branche, ki pa fezab nan aranjman regilye a nan molekil elastik ak diminye rezistans a chalè nan kò a elastik. Lòd la estabilite tèmik nan poliethers se: ptMeg> PEG> ppg.
Lòt gwoup fonksyonèl nan elastomè an poliyiretàn, tankou ure ak carbamate, tou sibi oksidasyon ak reyaksyon idroliz. Sepandan, gwoup la etè se pi fasil soksid la, pandan y ap gwoup la estè se pi fasil idrolize a. Lòd la nan rezistans antioksidan yo ak idroliz se:
Aktivite antioksidan: èste> ure> carbamate> etè;
Rezistans idroliz: Ester
Pou amelyore rezistans oksidasyon an poliyiretàn poliher ak rezistans idroliz nan poliurethane Polyester, aditif yo tou te ajoute, tankou ajoute 1% fenolik antioksidan IRGANOX1010 PTMEG poliether elastomèr. Ka fòs la rupture nan elastomèr sa a ap ogmante pa 3-5 fwa konpare ak san antioksidan (rezilta tès apre aje nan 1500C pou 168 èdtan). Men, se pa tout antioksidan gen yon efè sou elastomè an poliyiretàn, sèlman fenol 1Rganox 1010 ak topanol051 (fenol antioksidan, anpeche amine limyè estabilizasyon, konplèks benzotriyaz) gen efè enpòtan, ak ansyen an se pi bon an, petèt paske antioksidan fenolik gen bon konplo ak EASTOM. Sepandan, akòz wòl enpòtan nan gwoup idroksil fenol nan mekanis nan estabilizasyon nan antioksidan fenol, yo nan lòd pou fè pou evite reyaksyon an ak "echèk" nan gwoup sa a idroksil fenol ak gwoup isocyanate nan sistèm lan, rapò a nan isocyanates polyols pa ta dwe twò gwo, ak antioxidants dwe ajoute nan preparasyon pou ak pwolonje. Si yo te ajoute pandan pwodiksyon prepolymers, li pral afekte anpil efè estabilizasyon an.
Aditif yo itilize yo anpeche idroliz nan elastomè poliurethane polyester yo se sitou konpoze carbodiimide, ki reyaji ak asid karboksilik ki te pwodwi pa idroliz estè nan molekil elastomèr poliyiretàn jenere dérivés acyl urea, anpeche idroliz plis. Adisyon nan carbodiimide nan yon fraksyon mas nan 2% a 5% ka ogmante estabilite nan dlo nan an poliyiretàn pa 2-4 fwa. Anplis de sa, tert catechol butyl, hexamethylenetetramine, azodicarbonamide, elatriye tou gen sèten efè idroliz anti.
04 karakteristik pèfòmans prensipal la
Elastomè an poliyiretàn se kopolimè tipik blòk milti, ak chenn molekilè ki konpoze de segments fleksib ak yon tanperati tranzisyon vè pi ba pase tanperati chanm ak segments rijid ak yon tanperati tranzisyon vè pi wo pase tanperati chanm. Pami yo, poliol oligomerik fòme segments fleksib, pandan y ap diisocyanates ak ti molekil chèn èkstansyon yo fòme segments rijid. Estrikti a entegre nan segments chèn fleksib ak rijid detèmine pèfòmans inik yo:
(1) ranje a dite nan kawotchou òdinè se jeneralman ant Shaoer A20-A90, pandan y ap ranje a dite nan plastik se sou Shaoer A95 Shaoer D100. Elastomè an poliyiretàn ka rive jwenn osi ba ke Shaoer A10 ak kòm yon wo Shaoer D85, san yo pa bezwen an pou asistans filler;
(2) gwo fòs ak elastisite ka toujou konsève nan yon pakèt domèn dite;
(3) ekselan rezistans mete, 2-10 fwa sa yo ki an kawotchou natirèl;
(4) ekselan rezistans nan dlo, lwil, ak pwodwi chimik;
(5) segondè rezistans enpak, rezistans fatig, ak rezistans Vibration, apwopriye pou aplikasyon pou-wo frekans koube;
(6) bon rezistans ki ba -tanperati, ak ki ba -tanperati fragilite anba a -30 ℃ oswa -70 ℃;
(7) li gen pèfòmans ekselan izolasyon, ak akòz konduktiviti ki ba tèmik li yo, li gen yon pi bon efè izolasyon konpare ak kawotchou ak plastik;
(8) bon biocompatibility ak pwopriyete anticoagulan;
(9) ekselan izolasyon elektrik, rezistans mwazi, ak estabilite UV.
Elastomè an poliyiretàn ka fòme lè l sèvi avèk pwosesis yo menm jan ak kawotchou òdinè, tankou plastikizasyon, melanje, ak vulkanizasyon. Yo kapab tou modle nan fòm lan nan kawotchou likid pa vide, bòdi santrifujeur, oswa flite. Yo kapab tou fè nan materyèl granulaire ak fòme lè l sèvi avèk piki, èkstruzyon, woule, kònen bòdi, ak lòt pwosesis. Nan fason sa a, pa sèlman li amelyore efikasite travay, men li tou amelyore presizyon nan dimansyon ak aparans nan pwodwi a
Post tan: Dec-05-2023