Mar a thugtar airpolúireatánIs é an giorrúchán de polúireatán, atá déanta ag an imoibriú polyisocyanates agus polyols, agus tá go leor grúpaí eistear aimín arís agus arís eile (- NH-CO-O -) ar an slabhra mhóilíneach. I roisíní polúireatán sintéiseithe iarbhír, chomh maith leis an ngrúpa aimín eistir, tá grúpaí cosúil le úiré agus biuret ann freisin. Baineann polóil le móilíní slabhra fada a bhfuil grúpaí hiodrocsaile ag an deireadh, ar a dtugtar “deighleoga slabhra boga”, agus tugtar “deighleoga slabhra crua” ar phoileisocianáití.
I measc na roisíní polúireatán a ghintear le codanna slabhra bog agus crua, níl ach céatadán beag eistir aimínaigéad, agus mar sin b'fhéidir nach mbeadh sé oiriúnach polúireatán a ghlaoch orthu. Sa chiall leathan, is breiseán isocyanáit é polúireatán.
Imoibríonn cineálacha éagsúla isocyanáití le comhdhúile polyhidroxy chun struchtúir éagsúla polúireatán a ghiniúint, rud a fhaigheann ábhair pholaiméire a bhfuil airíonna éagsúla acu, mar shampla plaistigh, rubair, bratuithe, snáithíní, greamacháin, etc.
Baineann rubar polúireatán le cineál speisialta rubair, a dhéantar trí imoibriú polyether nó poileistear le isocyanate. Tá go leor cineálacha ann mar gheall ar chineálacha éagsúla amhábhar, coinníollacha imoibrithe, agus modhanna traslinking. Ó thaobh struchtúr ceimiceach, tá cineálacha poileistear agus polyether ann, agus ó thaobh modh próiseála, tá trí chineál ann: cineál a mheascadh, cineál réitigh, agus cineál teirmeaplaisteach.
Déantar rubar polúireatán sintéiseach a shintéisiú go ginearálta trí imoibriú poileistear líneach nó polyether le diisocyanate chun réamhpholaiméir meáchan móilíneach íseal a fhoirmiú, a chuirtear faoi imoibriú síneadh slabhra ansin chun polaiméir ardmheáchan móilíneach a ghiniúint. Ansin, cuirtear gníomhairí traslinking cuí leis agus téitear iad chun é a leigheas, ag éirí rubair vulcanized. Tugtar prepolymerization nó modh dhá chéim ar an modh seo.
Is féidir modh aonchéime a úsáid freisin – poileistear líneach nó polyether a mheascadh go díreach le déisocianáití, sínitheoirí slabhraí, agus gníomhairí trasnasctha chun imoibriú a thionscnamh agus rubar polúireatán a ghiniúint.
Déanann an deighleog A i móilíní TPU na slabhraí macromóilíní a rothlú go héasca, rud a fhágann go bhfuil dea-elasticity ag rubar polúireatán, ag laghdú pointe bogtha agus pointe trasdula tánaisteach an pholaiméir, agus ag laghdú a chruas agus a neart meicniúil. Ceanglóidh an deighleog B uainíocht slabhraí macromóilíní, rud a fhágann go n-ardóidh an pointe softening agus an t-aistriú pointe tánaisteach den pholaiméir, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar chruas agus neart meicniúil, agus laghdú ar elasticity. Trí an cóimheas molar idir A agus B a choigeartú, is féidir TPUanna a bhfuil airíonna meicniúla éagsúla acu a tháirgeadh. Ní mór go mbreathnódh struchtúr trasnasctha TPU ní hamháin ar thrasnascadh príomhúil, ach freisin ar thrasnascadh tánaisteach arna fhoirmiú ag naisc hidrigine idir móilíní. Tá nasc tras-nasctha príomhúil polúireatán difriúil ó struchtúr vulcanization rubair hiodrocsaile. Socraítear a ghrúpa eistear aimín, grúpa biuret, grúpa formate úiré agus grúpaí feidhme eile i ndeighleog slabhra docht rialta agus spásáilte, agus mar thoradh air sin tá struchtúr líonra rialta rubair, a bhfuil friotaíocht caitheamh den scoth agus airíonna den scoth eile. Ar an dara dul síos, mar gheall ar láithreacht go leor grúpaí feidhmiúla an-chomhtháite, mar shampla grúpaí úiré nó carbamáit i rubar polúireatán, tá ard-neart ag bannaí hidrigine a fhoirmítear idir slabhraí móilíneacha, agus tá tionchar suntasach ag na bannaí trasnasctha tánaisteacha arna bhfoirmiú ag bannaí hidrigine freisin ar airíonna an chomhlachta. rubar polúireatán. Cuireann tras-nascadh tánaisteach ar chumas rubair polúireatán tréithe leaistiméirí teirmeasctha a bheith acu ar thaobh amháin, agus ar an láimh eile, níl an tras-nascadh seo fíor-thrasnasctha, rud a fhágann gur trasnasc fíorúil é. Braitheann an coinníoll tras-nasctha ar an teocht. De réir mar a mhéadaíonn an teocht, lagaíonn agus imíonn an tras-nascadh seo de réir a chéile. Tá sreabhach áirithe ag an bpolaiméir agus is féidir é a chur faoi phróiseáil teirmeaplaisteach. Nuair a thagann laghdú ar an teocht, tagann an trasnasc seo ar ais de réir a chéile agus foirmítear arís é. Méadaíonn an Chomh maith le méid beag filler an fad idir móilíní, lagaíonn an cumas chun foirm bannaí hidrigine idir móilíní, agus mar thoradh ar laghdú géar i neart. Tá sé léirithe ag taighde go bhfuil ord cobhsaíochta na ngrúpaí feidhme éagsúla i rubar polúireatán ó ard go híseal: eistear, éitear, úiré, carbamáit, agus biuret. Le linn an phróisis aosaithe de rubar polúireatán, is é an chéad chéim ná na bannaí tras-nasctha idir biuret agus úiré a bhriseadh, agus na bannaí carbamáit agus úiré a bhriseadh ina dhiaidh sin, is é sin, an príomh-bhriseadh slabhra.
01 Bogadh
Cosúil le go leor ábhar polaiméire, bogann leaistiméirí polúireatán ag teocht ard agus aistríonn siad ó stát leaisteacha go stát sreafa slaodach, rud a fhágann go laghdaítear neart meicniúil go tapa. Ó thaobh ceimiceach de, braitheann an teocht softening an elasticity go príomha ar fhachtóirí mar a chomhdhéanamh ceimiceach, meáchan móilíneach coibhneasta, agus dlús traslinking.
Go ginearálta, tá méadú ar an meáchan móilíneach coibhneasta, méadú ar rigidity an deighleog chrua (cosúil le fáinne beinséine a thabhairt isteach sa mhóilín) agus ábhar an deighleog chrua, agus an dlús traslinking a mhéadú go léir tairbheach chun an teocht softening a mhéadú. Maidir le leaistiméirí teirmeaplaisteacha, is é an struchtúr móilíneach den chuid is mó líneach, agus ardaíonn teocht softening an elastomer freisin nuair a mhéadaítear an meáchan móilíneach coibhneasta.
I gcás leaistiméirí polúireatán tras-nasctha, tá tionchar níos mó ag dlús traslinking ná meáchan móilíneach coibhneasta. Dá bhrí sin, nuair a dhéantar leaistiméirí a mhonarú, is féidir le méadú ar fheidhmiúlacht isocyanáití nó polóil struchtúr tras-nasctha ceimiceach líonra cobhsaí go teirmeach a fhoirmiú i roinnt de na móilíní leaisteacha, nó úsáid a bhaint as cóimheasa isocyanáit iomarcacha chun struchtúr tras-nasctha isocyanáit cobhsaí a fhoirmiú sa chomhlacht leaisteacha. modh cumhachtach chun friotaíocht teasa, friotaíocht tuaslagóir, agus neart meicniúil an elastomer a fheabhsú.
Nuair a úsáidtear PPDI (p-phenyldiisocyanate) mar amhábhar, mar gheall ar nasc díreach dhá ghrúpa isocianáit leis an bhfáinne beinséine, tá ábhar fáinne beinséine níos airde ag an deighleog chrua foirmithe, rud a fheabhsaíonn rigidity an teascán crua agus mar sin feabhsaítear é. friotaíocht teasa an elastomer.
Ó thaobh fisiceach, braitheann an teocht softening de elastomers ar an méid scaradh micreaphase. De réir tuairiscí, tá an teocht softening de leaistiméirí nach ndéantar scaradh micreaphase an-íseal, le teocht próiseála ach thart ar 70 ℃, agus is féidir le leaistiméirí a théann faoi scaradh micreaphase 130-150 ℃ a bhaint amach. Dá bhrí sin, tá méadú ar an méid scaradh micreaphase in elastomers ar cheann de na modhanna éifeachtacha chun a gcuid friotaíocht teasa a fheabhsú.
Is féidir an méid deighilte micreaphase de leaistiméirí a fheabhsú trí dháileadh meáchain mhóilíneach choibhneasta na ndeighleoga slabhra agus ábhar na ndeighleoga slabhra dochta a athrú, rud a chuireann feabhas ar a gcuid friotaíocht teasa. Creideann an chuid is mó taighdeoirí gurb é an chúis atá le scaradh micreaphase i polúireatán ná neamh-chomhoiriúnacht teirmidinimice idir na codanna bog agus crua. Tá tionchar suntasach ag an gcineál síneadh slabhra, deighleog chrua agus a ábhar, cineál deighleog bog, agus nascáil hidrigine air.
I gcomparáid le sínitheoirí slabhra diol, cruthaíonn sínitheoirí slabhra diamine mar MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) agus DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) níos mó grúpaí eistear aimín polacha i leaistiméirí, agus is féidir le bannaí hidrigine níos mó. a fhoirmiú idir deighleoga crua, ag méadú an idirghníomhaíocht idir deighleoga crua agus feabhas a chur ar an méid scaradh micreaphase i leaistiméirí; Tá sínitheoirí slabhra aramatacha siméadracha ar nós p, p-dihydroquinone, agus hidroquinone tairbheach chun codanna crua a normalú agus a phacáil go docht, rud a chuireann feabhas ar scaradh micreaphase táirgí.
Tá comhoiriúnacht mhaith ag na deighleoga eistir aimín atá déanta ag isocyanáití alafatacha leis na codanna boga, rud a fhágann go bhfuil níos mó deighleoga crua ag tuaslagadh sna codanna boga, ag laghdú an méid idirscartha micreaphase. Tá droch-chomhoiriúnacht ag na deighleoga aimín-eistir atá déanta ag isocyanáití aramatacha leis na codanna boga, agus tá an leibhéal deighilte micreaphase níos airde. Tá struchtúr scaradh micreaphase beagnach iomlán ag polúireatán polyolefin mar gheall ar an bhfíric nach ndéanann an deighleog bog bannaí hidrigine agus ní féidir bannaí hidrigine a tharlaíonn ach amháin sa deighleog chrua.
Tá éifeacht na nascáil hidrigine ar phointe softening na leaistiméirí suntasach freisin. Cé gur féidir le polyethers agus carbónailí sa deighleog bhog líon mór de bhannaí hidrigine a fhoirmiú le NH sa deighleog chrua, ardaíonn sé freisin teocht softening na leaistiméirí. Deimhníodh go gcoimeádann bannaí hidrigine fós 40% ag 200 ℃.
02 Dianscaoileadh teirmeach
Déanann grúpaí aimín-eistir an dianscaoileadh seo a leanas ag teochtaí arda:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
Tá trí phríomhchineál de dhianscaoileadh teirmeach ábhar polúireatán bunaithe:
① Isicianáití agus polóil bhunaidh a fhoirmiú;
② α— Briseann an nasc ocsaigine ar an mbonn CH2 agus nascann sé le nasc hidrigine amháin ar an dara CH2 chun aimínaigéid agus ailcéiní a fhoirmiú. dianscaoileann aimínaigéid in aon aimín príomhúil agus dé-ocsaíd charbóin amháin:
③ Foirm 1 aimín tánaisteach agus dé-ocsaíd charbóin.
dianscaoileadh teirmeach struchtúr carbamáit:
Aryl NHCO Aryl,~120 ℃;
N-ailcile-NHCO-aryl, ~ 180 ℃;
Aryl NHCO n-ailcile,~200 ℃;
N-ailcile-NHCO-n-alcaile, ~250 ℃.
Baineann cobhsaíocht theirmeach eistir aimínaigéad leis na cineálacha ábhar tosaigh ar nós isocyanáití agus polóil. Tá isocianáití alafatacha níos airde ná isocianáití aramatacha, agus tá alcóil sailleacha níos airde ná alcóil aramatacha. Mar sin féin, tuairiscíonn an litríocht go bhfuil teocht dianscaoilte teirmeach eistir aimínaigéad alafatacha idir 160-180 ℃, agus go bhfuil eistir aimínaigéad aramatacha idir 180-200 ℃, atá ar neamhréir leis na sonraí thuas. Féadfaidh an chúis a bheith bainteach leis an modh tástála.
Go deimhin, tá friotaíocht teasa níos fearr ag CHDI alafatacha (1,4-ciocliheacsán diisocyanate) agus HDI (hexamethylene diisocyanate) ná mar a úsáidtear go coitianta MDI agus TDI aramatacha. Go háirithe tá an CHDI tras le struchtúr siméadrach aitheanta mar an isocyanate is teas-resistant. Tá cumas próiseála maith ag leaistiméirí polúireatán a ullmhaítear uaidh, friotaíocht hidrealú den scoth, teocht ard bogtha, teocht trasdula gloine íseal, hysteresis íseal teirmeach, agus friotaíocht ard UV.
Chomh maith leis an ngrúpa eistear aimín, tá grúpaí feidhmiúla eile ag elastomers polúireatán freisin mar urea formate, biuret, úiré, etc. Is féidir leis na grúpaí seo dul faoi dhianscaoileadh teirmeach ag teochtaí arda:
NHCONCOO - (formáid úiré alafatacha), 85-105 ℃;
- NHCONCOO - (formáid úiré aramatacha), ag raon teochta 1-120 ℃;
- NHCONCONH - (biuret alafatacha), ag teocht ó 10 ° C go 110 ° C;
NHCONCONH - (biuret aramatacha), 115-125 ℃;
NHCONH - (úiré alafatacha), 140-180 ℃;
- NHCONH - (úiré aramatacha), 160-200 ℃;
Fáinne isocyanurate> 270 ℃.
Tá teocht dianscaoilte teirmeach formáid biuret agus úiré bunaithe i bhfad níos ísle ná teocht aminoformate agus úiré, agus tá an cobhsaíocht theirmeach is fearr ag isocyanurate. Agus leaistiméirí á dtáirgeadh, féadann isocyanáití iomarcacha imoibriú breise a dhéanamh leis an aimínformáid fhoirmithe agus úiré chun formate bunaithe ar úiré agus struchtúir tras-nasctha biuret a fhoirmiú. Cé gur féidir leo feabhas a chur ar airíonna meicniúla elastomers, tá siad thar a bheith éagobhsaí le teas.
Chun na grúpaí teirmeacha éagobhsaí cosúil le biuret agus úiré formate in elastomers a laghdú, is gá a gcóimheas amhábhar agus próiseas táirgthe a mheas. Ba cheart cóimheasa isocyanáit iomarcacha a úsáid, agus ba cheart modhanna eile a úsáid oiread agus is féidir chun fáinní isocyanáit páirteach a fhoirmiú ar dtús sna hamhábhair (isocyanáití, polóil agus sínitheoirí slabhra den chuid is mó), agus ansin iad a thabhairt isteach san elastomer de réir gnáthphróisis. Is é seo an modh is coitianta a úsáidtear chun leaistiméirí polúireatán teas-resistant agus lasair-resistant a tháirgeadh.
03 Hidrealú agus ocsaídiú teirmeach
Tá elastomers polúireatán seans maith do dhianscaoileadh teirmeach ina ndeighleoga crua agus athruithe ceimiceacha comhfhreagracha ina ndeighleoga bog ag teochtaí arda. Tá droch-fhriotaíocht uisce ag elastomers poileistir agus claonadh níos déine chun hidrealú ag teochtaí arda. Is féidir le saol seirbhíse poileistear / TDI / diamine 4-5 mhí a bhaint amach ag 50 ℃, ach dhá sheachtain ag 70 ℃, agus gan ach cúpla lá os cionn 100 ℃. Is féidir le bannaí eistir dianscaoileadh isteach in aigéid chomhfhreagracha agus alcóil nuair a bhíonn siad faoi lé uisce te agus gal, agus is féidir le grúpaí úiré agus aimín-eistir in leaistiméirí dul faoi imoibrithe hidrealú freisin:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
eistear alcól
RNHCONHR amháin H20- → RXHCOOH H2NR -
Uiréimíd
RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
Amino formate eistear Amino formate alcól
Tá droch-chobhsaíocht ocsaídiúcháin teirmeach ag leaistiméirí polyether-bhunaithe, agus leaistiméirí éitear-bhunaithe α- Is furasta an hidrigin ar an adamh carbóin a ocsaídiú, rud a chruthaíonn sárocsaíd hidrigine. Tar éis tuilleadh dianscaoilte agus scoilteachta, gineann sé fréamhacha ocsaíd agus fréamhacha hiodrocsaile, a dhianscaoileann go formáidí nó aildéid sa deireadh.
Níl mórán éifeacht ag poileistear éagsúla ar fhriotaíocht teasa elastomers, agus tá tionchar áirithe ag polyethers éagsúla. I gcomparáid le TDI-MOCA-PTMEG, tá ráta coinneála neart teanntachta de 44% agus 60% faoi seach ag TDI-MOCA-PTMEG agus iad ag aois 121 ℃ ar feadh 7 lá, agus tá an dara ceann i bhfad níos fearr ná an chéad cheann. Is féidir gurb é an chúis atá leis ná go bhfuil slabhraí brainseach ag móilíní PPG, nach bhfuil a chabhródh le socrú rialta na móilíní leaisteacha agus a laghdaíonn friotaíocht teasa an chomhlachta leaisteacha. Is é ord cobhsaíochta teirmeach na n-polaitéar ná: PTMEG>PEG>PPG.
Téann grúpaí feidhme eile in leaistiméirí polúireatán, mar úiré agus carbamáit, faoi imoibrithe ocsaídiúcháin agus hidrealaithe freisin. Mar sin féin, is é an grúpa éitear an ceann is éasca a ocsaídítear, agus is é an grúpa eistear an ceann is éasca a hidrealú. Is é ord a bhfriotaíocht frithocsaídeach agus hidrealú:
Gníomhaíocht frithocsaídeach: eistir>úiré>carbamate>éitear;
Friotaíocht hidrealú: eistear
Chun feabhas a chur ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin polúireatán polyether agus friotaíocht hidrealú polúireatán poileistear, cuirtear breiseáin freisin, mar shampla frithocsaídeoir feanólach 1% Irganox1010 a chur le elastomer polyether PTMEG. Is féidir neart teanntachta an elastomer seo a mhéadú 3-5 huaire i gcomparáid le gan frithocsaídeoirí (torthaí tástála tar éis dul in aois ag 1500C ar feadh 168 uair an chloig). Ach níl éifeacht ag gach frithocsaídeoir ar elastomers polúireatán, níl éifeachtaí suntasacha ag ach 1rganox 1010 agus TopanOl051 feanólacha (frithocsaídeach feanólach, cobhsaitheoir solais amine bac, casta benzotriazole), agus is é an ceann is fearr, b'fhéidir toisc go bhfuil comhoiriúnacht mhaith ag frithocsaídeoirí feanólacha le elastomers. Mar sin féin, mar gheall ar ról tábhachtach na ngrúpaí hiodrocsaile feanólacha i meicníocht cobhsaíochta frithocsaídeoirí feanólacha, d'fhonn imoibriú agus "teip" an ghrúpa hiodrocsaile feanólach seo le grúpaí isocyanáit sa chóras a sheachaint, níor cheart go mbeadh an cóimheas idir isocyanáití agus polóil. ró-mhór, agus ní mór frithocsaídeoirí a chur le réamhpholaiméirí agus síneadh slabhra. Má chuirtear leis le linn táirgeadh réamhpholaiméirí, beidh tionchar mór aige ar an éifeacht cobhsaíochta.
Is comhdhúile carbodiimide den chuid is mó iad na breiseáin a úsáidtear chun hidrealú elastomers polúireatán poileistear a chosc, a imoibríonn le haigéid charbocsaileacha a ghintear trí hidrealú eistir i móilíní elastomer polúireatán chun díorthaigh acyl úiré a ghiniúint, rud a chosc tuilleadh hidrealú. Is féidir le carbodiimide a chur leis ag mais-chodán de 2% go 5% cobhsaíocht uisce polúireatán a mhéadú 2-4 huaire. Ina theannta sin, tá éifeachtaí frith-hidrealú áirithe ag tert butyl catechol, hexamethylenetetramine, azodicarbonamide, etc.
04 Príomhthréithe feidhmíochta
Is gnáthchomhpholaiméirí il-bhloc iad leaistiméirí polúireatán, le slabhraí móilíneacha comhdhéanta de dheighleoga solúbtha le teocht trasdula gloine níos ísle ná teocht an tseomra agus deighleoga dochta le teocht trasdula gloine níos airde ná teocht an tseomra. Ina measc, cruthaíonn polóil oligomeric teascáin sholúbtha, agus cruthaíonn déisocianáití agus sínitheoirí slabhra móilíní beaga deighleoga dochta. Cinneann struchtúr leabaithe na ndeighleoga slabhra solúbtha agus docht a bhfeidhmíocht uathúil:
(1) Is é an raon cruas gnáth-rubar go ginearálta idir Shaoer A20-A90, agus tá an raon cruas plaisteach thart ar Shaoer A95 Shaoer D100. Is féidir le elastomers polúireatán a bhaint amach chomh híseal le Shaoer A10 agus chomh hard le Shaoer D85, gan gá le cúnamh filler;
(2) Is féidir ard-neart agus elasticity a choinneáil fós laistigh de raon leathan cruas;
(3) Friotaíocht chaitheamh den scoth, 2-10 huaire níos mó ná rubar nádúrtha;
(4) Friotaíocht den scoth ar uisce, ola, agus ceimiceáin;
(5) Friotaíocht ard-thionchar, friotaíocht tuirse, agus friotaíocht creathadh, atá oiriúnach d'iarratais lúbthachta ard-minicíochta;
(6) Dea-friotaíocht íseal-teocht, le brittleness íseal-teocht faoi bhun -30 ℃ nó -70 ℃;
(7) Tá feidhmíocht inslithe den scoth aige, agus mar gheall ar a seoltacht íseal teirmeach, tá éifeacht inslithe níos fearr aige i gcomparáid le rubair agus plaisteach;
(8) Dea-bhith-chomhoiriúnacht agus airíonna anticoagulant;
(9) Insliú leictreach den scoth, friotaíocht múnla, agus cobhsaíocht UV.
Is féidir leaistiméirí polúireatán a fhoirmiú ag baint úsáide as na próisis chéanna le gnáth-rubar, mar shampla plaisteachú, meascadh agus vulcanization. Is féidir iad a mhúnlú freisin i bhfoirm rubair leachtach trí dhoirteadh, múnlú lártheifeacha, nó spraeáil. Is féidir iad a dhéanamh freisin ina n-ábhar gráinneach agus iad a fhoirmiú trí úsáid a bhaint as instealladh, easbhrúite, rollta, múnlú buille, agus próisis eile. Ar an mbealach seo, ní hamháin go bhfeabhsaíonn sé éifeachtúlacht oibre, ach feabhsaíonn sé cruinneas tríthoiseach agus cuma an táirge freisin
Am postála: Dec-05-2023