Създаване на рецепти с полиуретанови предполимери
Създаване формулиран с полиуретанови преполимери
В днешния свят, да обръщат повече внимание на въпросите на сигурността, използването на изоцианати става все по-ограничен. Един незабавно химическа модификация може да премахне всички тези проблеми, свързани със сигурността, като същевременно увеличаване на възможностите за използване на съединения, получени чрез полимеризация. Тези ценни химикали са полиуретанови преполимери.
Предполимер обикновено са вискозна течност, смесени в периодичен реактори. Те се образуват чрез взаимодействие на диизоцианат и полиолни компоненти с всички полиуретанови лепила (вж. Фигура 1) 1. изоцианат използва е най-често е или дифенилметан диизоцианат (MDI) или толуен диизоцианат (TDI), полиол може да бъде много просто, като гликол.
Състав на реактивната смес се генерира, така че излишък на изоцианатна функционалност остава в матрицата, която е оформена в края на краищата ще реагира полиол алкохолни групи. Това често се случва, че има пет кратен излишък ieotsianata по отношение на полиол, изоцианат и разтворител е частично да предотврати желирането на полиола. Някои вярват, че преполимерът е оформен само когато излишък от най-малко два пъти, и в случаите, когато повече от два пъти излишък, те се наричат полу- или квази-преполимер получава матрица 2.
Фигура 1: Състав на полиуретанови преполимери
След бъде напълно оформени преполимер матрица, нереагиралия изоцианат може да бъде отстранена чрез вакуумна дестилация, за да се избегне проблема токсичност. Само като токсичност, и това оказва влияние върху вискозитета на преполимера, което зависи от химическата природа и количеството свободна изоцианат. Изоцианатите с ниско молекулно тегло, които действат като разтворители, нисш общата вискозитета на преполимерната смес.
За да се осигури стабилност на изоцианата и предотврати по-нататъшно полимеризация на реагентите на преполимерни е добавено и без нагряване под инертна атмосфера. Сместа реагира, напълно без да е необходимо да се запази водата при температури под 100 ° С, за да се избегне образуването на карбамид и омрежващо allophonate (вж. Фигура 5). За да се избегне такова кръстосано свързване в случаите, когато преполимера се подлага на съхранение преди употреба, се добавя стабилизатори, такива като бензоил хлорид, ацетил хлорид, или р-толуен сулфонова киселина.
Изборът на полиуретановия преполимер
Реактивността на преполимера зависи в по-голямата си част, почти изключително от естеството на изоцианата: тези изоцианати, които са по-малко затрудни като MDI, е най-реактивни. TDI и isophoronediisocyanate са асиметрични молекули, и най-реактивен изоцианатна група се използва за получаване на преполимер, давайки крайна матрица на по-ниска обща реактивност. Това минимизира реактивността на предполимера с нереагирал полиол, и допълнително забавя началото на полимеризацията, което води до създаването на макромолекули с по-високо молекулно тегло. Това също води до по-тясно разпределение на молекулното тегло и нисък вискозитет.
Вискозитетът на полиуретанови преполимери типично увеличава поради алофанатни омрежване, което може да започне при температура по-висока от 60 ° С. Алкални остатъци, които понякога са налични в полиестерните полиоли могат, например, да бъдат катализатор за тази реакция, което ще приложи реакцията при тези относително ниски температури. Стойностите на вискозитета tetrametioksiliden diizotsiantanyh преполимери също много ниски поради пространствено пречене в третичен въглероден атом на групата на изоцианат, който забавя реакцията на започване и предотвратява образуването на алофанатни, дори когато обработват при температура от 125 ° С
Фигура 2: диизоцианат мономер
От друга страна реакцията важна роля от избора на полиол да се получи свойства като омокряемост и времето за втвърдяване на адхезивния материал. Поли (пропилен / етилен оксид) гликоли (PPG), съдържащи висок процент на етилен оксид, ще образуват полимери, които лесно се навлажнява, докато хидрофобните полиоли като например хидроксилирани полибутадиен каучуци, няма да се намокрят.
Често koistallicheskie или аморфни полиестери се използват като полиолов компонент. Кристални полиестери дават сила бързо образуват формовъчни материали в зелено състояние и бързо втвърдяване в крайния лепилото. Напротив, наличието на аморфни полиестери може да се увеличи времето за втвърдяване.
Фигура 3: използват полиоли и състава на преполимера
Сред другите възможни аморфни полимери включват полимери с температура режим на ниско встъкляване, които се състоят в тясна връзка с PPG. И отново, те се увеличи времето на свързване, намаляване на вискозитета и да осигуряват добра ниска гъвкавост температура. Винилови полимеризира полиоли обикновено имат високо молекулно тегло и стъкловидни твърди вещества. Тези материали удължават продължителността на силата на формовъчния материал в зелено състояние и лепкавостта. 3
Също така, използването на вече полиол верига в предполимера обикновено произвежда по-мек, по-малко издръжлив завършен материал от използването на по-къси вериги. В тази връзка, ако е необходимо да има по-силно лепило, това може да бъде постигнато чрез формулиране на преполимер се използва гликоли с ниско молекулно тегло, например по-малко от 300. 4
Тъй като изборът на преполимера влияе състава
Тези преполимери са често използвани в индустрията за производството на лепила за производството на един компонент лепила poliuretanoyh и реактивни полиуретани гореща стопилка. Всяко приложение има строго определени изисквания за такива свойства като вискозитет и втвърдяване на скоростта. Еднокомпонентна лепило по-скоро ще са склонни да се намали вискозитета на лекотата на използване, а горещото обикновено е първоначално има по-голям вискозитет преди употреба и то ще се стопи.
И един компонент и реактивни горещи стопилки взаимодействат с влага за образуване на въглероден диоксид за получаване на пълно излекуване. За да завърши втвърдяване и ускоряване на втвърдяването при по-високи нива на влажност еднокомпонентни лепила обикновено трябва да 40% относителна влажност. Ускоряване на добавки, такива като триетаноламин, се използват лепила, или за да се прилага на първичния покритието към субстрата, могат да ускорят процеса на омрежване.
За едно-компонентни лепила термообработката може да се извърши твърде бързо, което води до нежелани последици под формата на проценти въглероден диоксид еволюция. Това води до образуването на пяна и мехурчета, които могат да отслабят кохезивен състав на адхезивни филми. Контрол и скорост на реакция, а вискозитетът ще намали риска от образуване на мехурчета в адхезивния филм. 5
Фигура 5. полиоли се използват в състава на преполимер
При използване на гореща стопилка диапазон на преполимери със специфични съотношения izotsanatov / полиоли може да помогне определят свойствата на създателя на рецептата за крайния състав. Чрез понижаване на вискозитета на лепило, по-голям излишък на изоцианат ще лепилото по-твърда с по-висока якост на опън и удължен определяне време, за да се улесни свързване. Малки количества от излишния изоцианат придават по-традиционни горещо стопен термопластичен слабо, и повишават гъвкавостта и скованост, особено в комбинация с полиоли ниско молекулно тегло.
За реактивен полиуретан стопяеми втвърдяване ще продължи толкова дълго, колкото матрицата и излишните изоцианатни групи ще бъдат доставени влага. За процес катализиране често се използва, съдържаща калаен октоат, дибутилкалаен дилаурат и допълнение trietilendiamin.6 ще бъде възможно използването на предполимер като реактивен стопяеми особено без съществени модификации.
Универсалността на полиуретанови лепила им позволи да улови пазарен дял в областта на обувки преработващата промишленост, строителството и отрасли на промишленото производство. текущата им производство е все по-свързване дървесина и производство на дървени ламинати. Тук една съставни материали са особено полезни, и отчасти поради преполимери, полиуретанови лепила все още имат по-голям потенциал за пазара.