Polyuretaner

Polyuretaner  är heterokedjepolymerer , vars makromolekyl innehåller en osubstituerad och/eller substituerad uretangrupp −N(R)−C(O)O−, där R är H , alkyler , aryl eller acyl . Polyuretanmakromolekyler kan också innehålla enkla och esterfunktionella grupper, urea , amidgrupper och några andra funktionella grupper som bestämmer komplexet av egenskaper hos dessa polymerer. Polyuretaner är syntetiska elastomereroch har funnit bred användning inom industrin på grund av ett brett utbud av hållfasthetsegenskaper. De används som substitut för gummi vid tillverkning av produkter som arbetar i aggressiva miljöer, under förhållanden med stora alternerande belastningar och temperaturer. Drifttemperaturintervall — från -60 °С till +80 °С.

Får

Polyuretaner produceras genom interaktion mellan föreningar som innehåller isocyanatgrupper och bi- och polyfunktionella hydroxyl -innehållande derivat.

Som isocyanater, toluendiisocyanater (2,4- och 2,6- isomerer eller deras blandning i förhållandet 65:35), 4,4'-difenylmetandiisocyanat , 1,5-naftylen-, hexa-metylendiisocyanater, polyisocyanater, trifenylmetantriisocyanat, biuretisocyanat, isocyanuratisocyanater, 2,4- toluendiisocyanatdimer , blockerade isocyanater.

Strukturen hos det initiala isocyanatet bestämmer hastigheten för uretanbildning, hållfasthetsegenskaper, ljus- och strålningsbeständighet, såväl som polyuretanernas styvhet.

De hydroxylhaltiga komponenterna är:

• oligoglykoler - produkter från homo - och sampolymerisation av tetrahydrofuran , propylen och etylenoxider , divinyl , isopren ;
• polyestrar med terminala OH-grupper är linjära produkter av polykondensation av adipin-, ftalsyra- och andra dikarboxylsyror med etylen- , propylen- , butylen- eller andra lågmolekylära glykoler ;
• grenade polykondensationsprodukter av de listade syrorna och glykolerna med tillsats av trioler ( glycerol , trimetylol-propan), polymerisationsprodukter av ε-kaprolakton.

Den hydroxylhaltiga komponenten bestämmer huvudsakligen komplexet av fysikaliska och mekaniska egenskaper hos polyuretaner.

Hydroxylhaltiga ämnen används för att förlänga och strukturera kedjorna (till exempel vatten , glykoler, glycerolmonoallyleter, ricinolja ) och diaminer (-4,4'-metylen-bis-(o-kloranilin), fenylendiaminer) . Dessa medel bestämmer molekylvikten för linjära polyuretaner, tätheten hos vulkaniseringsnätverket och strukturen av tvärkemiska bindningar, möjligheten att bilda domänstrukturer, det vill säga komplexet av egenskaper hos polyuretaner och deras syfte ( skum , fibrer, elastomerer, etc.).

Tertiära aminer, kelatföreningar av järn , koppar , beryllium , vanadin , bly och tennnaftenater , tennoktanoat och -laurat används som katalysatorer för uretanbildningsprocessen . I processen för cyklotrimerisering är katalysatorer oorganiska baser och komplex av tertiära aminer med epoxider.

Egenskaper

De mekaniska egenskaperna hos polyuretaner varierar över ett mycket brett område och beror på arten och längden av kedjesektionerna mellan uretangrupperna, kedjestrukturen (linjär eller nätverk), molekylvikt och kristallinitetsgrad. Polyuretaner kan vara trögflytande vätskor eller vara fasta ämnen i amorft eller kristallint tillstånd . Deras egenskaper sträcker sig från mycket elastiska mjuka gummin ( Shore-hårdhet från 15 på skala A) till hårdplast ( hårdhet 75 Shore D) [1] .

Polyuretan avser konstruktionsmaterial (CM), polyuretans mekaniska egenskaper gör det möjligt att använda det i delar av maskiner och mekanismer som utsätts för kraftbelastningar. Mycket allvarliga krav ställs på denna typ av industrimaterial vad gäller motståndskraft mot aggressiv yttre miljö.

Fysiska och mekaniska egenskaper hos olika typer av polyuretan

Applikation

På grund av de olika mekaniska egenskaperna hos olika typer av polyuretan används den inom nästan alla industriområden för tillverkning av en mängd olika tätningar, elastiska formar för tillverkning av dekorativa stenar, skyddande beläggningar, färger och lacker, lim , tätningsmedel , delar av lågeffektsmaskiner (axlar, rullar, fjädrar, etc.) .), isolatorer, implantat och andra produkter. Polyuretan används på grund av sin extremt höga slitstyrka för att tillverka skosulor, sportdäck, hylsor och distanser för fixering av nötande stenar inom industrin, och i det senare fallet är polyuretanhylsan mer hållbar än metallen. Lösningar av polyuretan i organiska lösningsmedel är höghållfasta lim. Stänkskärmar för bilstötdämpare är gjorda av polyuretan . Användningen av polyuretaner är dock avsevärt begränsad av applikationens temperaturområde (från -60 till +80 °C).

Det används också i skummad form på grund av att ett antal reaktioner för att skapa polyuretan åtföljs av gasutveckling (se polyuretanskum ).

Se även

• Metylendifenyldiisocyanat
• Toluendiisocyanat

Anteckningar

1. ↑ Standard för polyuretantyper enligt TU RB 100185859.001-2004 . Hämtad 23 september 2009. Arkiverad från originalet 9 oktober 2009. (obestämd)

Litteratur

• [bse.sci-lib.com/article090938.html Artikel "Polyuretaner" i Great Soviet Encyclopedia]
• Bolton U. Strukturella material: metaller, legeringar, polymerer, keramik, kompositer. Fickguide. - M . : Publishing House "Dodeka-XXI", 2004.
• Huvud. ed. V.A. Kabanov. Encyklopedi av polymerer. - M . : " Sovjetisk uppslagsverk ", 1977. - T. 3.
• Wright P., Cumming A., övers. från engelska. ed. doc. chem. Sciences N. P. Apukhtina. K. Polyuretanelastomerer. - "Kemi", 1973.
• Yu. S. Lipatov, Yu. Yu. Kercha, L. M. Sergeeva. Struktur och egenskaper hos polyuretaner. - Kiev: " Naukova Dumka ", 1970.