პოლიურეთანის ელასტომერების თერმული სტაბილურობისა და გაუმჯობესების ზომები

ე.წ.პოლიურეთანიპოლიურეთანის აბრევიატურაა, რომელიც წარმოიქმნება პოლიიზოციანატებისა და პოლიოლების რეაქციით და შეიცავს მოლეკულურ ჯაჭვზე მრავალ განმეორებად ამინოეთერულ ჯგუფს (- NH-CO-O-). სინთეზირებულ პოლიურეთანის ფისებში, ამინოეთერული ჯგუფის გარდა, ასევე არსებობს ისეთი ჯგუფები, როგორიცაა შარდოვანა და ბიურეტი. პოლიოლები მიეკუთვნებიან გრძელჯაჭვიან მოლეკულებს, რომლებსაც ბოლოში ჰიდროქსილის ჯგუფები აქვთ და რომლებსაც „რბილი ჯაჭვის სეგმენტები“ ეწოდება, ხოლო პოლიიზოციანატებს „მყარი ჯაჭვის სეგმენტები“ ეწოდება.
რბილი და მყარი ჯაჭვის სეგმენტებით წარმოქმნილი პოლიურეთანის ფისებიდან მხოლოდ მცირე პროცენტია ამინომჟავების ეთერები, ამიტომ მათ პოლიურეთანის წოდება შეიძლება არ იყოს მიზანშეწონილი. ფართო გაგებით, პოლიურეთანი იზოციანატის დანამატია.
სხვადასხვა ტიპის იზოციანატები რეაგირებენ პოლიჰიდროქსი ნაერთებთან პოლიურეთანის სხვადასხვა სტრუქტურის წარმოსაქმნელად, რითაც მიიღება სხვადასხვა თვისებების მქონე პოლიმერული მასალები, როგორიცაა პლასტმასი, რეზინი, საფარი, ბოჭკოები, წებოვანი ნივთიერებები და ა.შ. პოლიურეთანის რეზინი.
პოლიურეთანის რეზინი მიეკუთვნება რეზინის განსაკუთრებულ ტიპს, რომელიც მიიღება პოლიეთერის ან პოლიესტერის იზოციანატთან რეაქციით. არსებობს მრავალი სახეობა ნედლეულის სხვადასხვა ტიპის, რეაქციის პირობებისა და ჯვარედინი შეერთების მეთოდების გამო. ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, არსებობს პოლიესტერის და პოლიეთერის ტიპები, ხოლო დამუშავების მეთოდის თვალსაზრისით, არსებობს სამი ტიპი: შერევის ტიპი, ჩამოსხმის ტიპი და თერმოპლასტიკური ტიპი.
სინთეტიკური პოლიურეთანის კაუჩუკი ზოგადად სინთეზირდება წრფივი პოლიესტერის ან პოლიეთერის დიიზოციანატთან რეაქციით, რათა წარმოიქმნას დაბალი მოლეკულური წონის პრეპოლიმერი, რომელიც შემდეგ ექვემდებარება ჯაჭვის გაფართოების რეაქციას მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერის მისაღებად. შემდეგ, ემატება შესაბამისი ჯვარედინი შემაკავშირებელი აგენტები და თბება მისი გასამყარებლად, რაც ვულკანიზებულ კაუჩუკად გარდაიქმნება. ამ მეთოდს პრეპოლიმერიზაცია ანუ ორეტაპიანი მეთოდი ეწოდება.
ასევე შესაძლებელია ერთსაფეხურიანი მეთოდის გამოყენება - ხაზოვანი პოლიესტერის ან პოლიეთერის პირდაპირ შერევა დიიზოციანატებთან, ჯაჭვის გამაფართოებლებთან და ჯვარედინი შემაკავშირებელ აგენტებთან, რეაქციის დასაწყებად და პოლიურეთანის რეზინის მისაღებად.
TPU მოლეკულებში A-სეგმენტი მაკრომოლეკულური ჯაჭვების ბრუნვას აადვილებს, რაც პოლიურეთანის რეზინს კარგ ელასტიურობას ანიჭებს, ამცირებს პოლიმერის დარბილების წერტილს და მეორად გადასვლის წერტილს, ასევე მის სიმტკიცეს და მექანიკურ სიმტკიცეს. B-სეგმენტი შეაკავებს მაკრომოლეკულური ჯაჭვების ბრუნვას, რაც იწვევს პოლიმერის დარბილების წერტილის და მეორადი გადასვლის წერტილის ზრდას, რაც იწვევს სიმტკიცის და მექანიკური სიმტკიცის ზრდას და ელასტიურობის შემცირებას. A და B-ს შორის მოლური თანაფარდობის რეგულირებით შესაძლებელია სხვადასხვა მექანიკური თვისებების მქონე TPU-ების მიღება. TPU-ს ჯვარედინი შეერთების სტრუქტურა უნდა ითვალისწინებდეს არა მხოლოდ პირველად ჯვარედინი შეერთებას, არამედ მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმებით წარმოქმნილ მეორად ჯვარედინი შეერთებასაც. პოლიურეთანის პირველადი ჯვარედინი შეერთების ბმა განსხვავდება ჰიდროქსილის რეზინის ვულკანიზაციის სტრუქტურისგან. მისი ამინოეთერის ჯგუფი, ბიურეტის ჯგუფი, შარდოვანას ფორმატის ჯგუფი და სხვა ფუნქციური ჯგუფები განლაგებულია რეგულარულ და დაშორებულ ხისტ ჯაჭვურ სეგმენტში, რაც იწვევს რეზინის რეგულარულ ქსელურ სტრუქტურას, რომელსაც აქვს შესანიშნავი ცვეთამედეგობა და სხვა შესანიშნავი თვისებები. მეორეც, პოლიურეთანის რეზინში მრავალი მაღალი შეკრულობის ფუნქციური ჯგუფის, როგორიცაა შარდოვანას ან კარბამატის ჯგუფები, არსებობის გამო, მოლეკულურ ჯაჭვებს შორის წარმოქმნილ წყალბადის ბმებს მაღალი სიმტკიცე აქვთ და წყალბადის ბმებით წარმოქმნილ მეორად ჯვარედინი ბმებსაც მნიშვნელოვანი გავლენა აქვთ პოლიურეთანის რეზინის თვისებებზე. მეორადი ჯვარედინი შეერთება პოლიურეთანის რეზინს საშუალებას აძლევს, ერთი მხრივ, თერმომყარი ელასტომერების მახასიათებლები ჰქონდეს, მეორე მხრივ კი, ეს ჯვარედინი შეერთება არ არის ჭეშმარიტად ჯვარედინი შეერთება, რაც მას ვირტუალურ ჯვარედინი შეერთებად აქცევს. ჯვარედინი შეერთების პირობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ეს ჯვარედინი შეერთება თანდათან სუსტდება და ქრება. პოლიმერს აქვს გარკვეული სითხეობა და შეიძლება დაექვემდებაროს თერმოპლასტიკური დამუშავებას. როდესაც ტემპერატურა იკლებს, ეს ჯვარედინი შეერთება თანდათან აღდგება და ხელახლა ყალიბდება. შემავსებლის მცირე რაოდენობის დამატება ზრდის მოლეკულებს შორის მანძილს, ასუსტებს მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმების წარმოქმნის უნარს და იწვევს სიმტკიცის მკვეთრ შემცირებას. კვლევამ აჩვენა, რომ პოლიურეთანის რეზინში სხვადასხვა ფუნქციური ჯგუფების სტაბილურობის თანმიმდევრობა მაღალიდან დაბალამდე არის: ეთერი, ეთერი, შარდოვანა, კარბამატი და ბიურეტი. პოლიურეთანის რეზინის დაბერების პროცესის დროს, პირველი ნაბიჯი არის ბიურეტსა და შარდოვანას შორის ჯვარედინი შემაკავშირებელი ბმების გაწყვეტა, რასაც მოჰყვება კარბამატისა და შარდოვანას ბმების გაწყვეტა, ანუ ძირითადი ჯაჭვის გაწყვეტა.
01 დარბილება
პოლიურეთანის ელასტომერები, ისევე როგორც მრავალი პოლიმერული მასალა, რბილდება მაღალ ტემპერატურაზე და ელასტიური მდგომარეობიდან ბლანტი დინების მდგომარეობაში გადადის, რაც იწვევს მექანიკური სიმტკიცის სწრაფ შემცირებას. ქიმიური თვალსაზრისით, ელასტიურობის დარბილების ტემპერატურა ძირითადად დამოკიდებულია ისეთ ფაქტორებზე, როგორიცაა მისი ქიმიური შემადგენლობა, ფარდობითი მოლეკულური წონა და ჯვარედინი შეერთების სიმკვრივე.
ზოგადად, ფარდობითი მოლეკულური წონის გაზრდა, მყარი სეგმენტის სიხისტის გაზრდა (მაგალითად, მოლეკულაში ბენზოლის რგოლის შეყვანა) და მყარი სეგმენტის შემცველობის გაზრდა, ასევე ჯვარედინი შეერთების სიმკვრივის გაზრდა - ეს ყველაფერი დადებითად მოქმედებს დარბილების ტემპერატურის გაზრდაზე. თერმოპლასტიკური ელასტომერების მოლეკულური სტრუქტურა ძირითადად წრფივია და ელასტომერის დარბილების ტემპერატურაც იზრდება ფარდობითი მოლეკულური წონის გაზრდით.
ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიურეთანის ელასტომერებისთვის, ჯვარედინი შეკავშირების სიმკვრივეს უფრო დიდი გავლენა აქვს, ვიდრე ფარდობით მოლეკულურ წონას. ამიტომ, ელასტომერების წარმოებისას, იზოციანატების ან პოლიოლების ფუნქციონალურობის გაზრდამ შეიძლება ზოგიერთ ელასტიურ მოლეკულაში წარმოქმნას თერმულად სტაბილური ქსელური ქიმიური ჯვარედინი შეკავშირების სტრუქტურა, ან იზოციანატის ჭარბი თანაფარდობის გამოყენება ელასტიურ სხეულში სტაბილური იზოციანატის ჯვარედინი შეკავშირების სტრუქტურის შესაქმნელად არის ელასტომერის სითბოს წინააღმდეგობის, გამხსნელებისადმი წინააღმდეგობის და მექანიკური სიმტკიცის გაუმჯობესების ძლიერი საშუალება.
როდესაც PPDI (p-ფენილდიიზოციანატი) გამოიყენება ნედლეულად, ორი იზოციანატის ჯგუფის ბენზოლის რგოლთან პირდაპირი კავშირის გამო, წარმოქმნილ მყარ სეგმენტს აქვს ბენზოლის რგოლის უფრო მაღალი შემცველობა, რაც აუმჯობესებს მყარი სეგმენტის სიმყარეს და ამით ზრდის ელასტომერის თბომედეგობას.
ფიზიკური თვალსაზრისით, ელასტომერების დარბილების ტემპერატურა დამოკიდებულია მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხზე. ცნობების თანახმად, იმ ელასტომერების დარბილების ტემპერატურა, რომლებიც არ განიცდიან მიკროფაზურ გამოყოფას, ძალიან დაბალია, დამუშავების ტემპერატურა დაახლოებით 70 ℃-ია, მაშინ როდესაც მიკროფაზურ გამოყოფას გადიან ელასტომერები, რომლებიც 130-150 ℃-ს აღწევენ. ამიტომ, ელასტომერებში მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხის გაზრდა მათი თბომედეგობის გაუმჯობესების ერთ-ერთი ეფექტური მეთოდია.
ელასტომერების მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხის გაუმჯობესება შესაძლებელია ჯაჭვის სეგმენტების ფარდობითი მოლეკულური წონის განაწილებისა და ხისტი ჯაჭვის სეგმენტების შემცველობის შეცვლით, რითაც იზრდება მათი სითბოსადმი მდგრადობა. მკვლევართა უმეტესობა მიიჩნევს, რომ პოლიურეთანში მიკროფაზური გამოყოფის მიზეზი რბილ და მყარ სეგმენტებს შორის თერმოდინამიკური შეუთავსებლობაა. ჯაჭვის გამაფართოებლის ტიპი, მყარი სეგმენტი და მისი შემცველობა, რბილი სეგმენტის ტიპი და წყალბადური ბმები - ყველაფერი ეს მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ამაზე.
დიოლის ჯაჭვის გამაფართოებლებთან შედარებით, დიამინის ჯაჭვის გამაფართოებლები, როგორიცაა MOCA (3,3-დიქლორ-4,4-დიამინოდიფენილმეთანი) და DCB (3,3-დიქლორ-ბიფენილენდიამინი), ელასტომერებში წარმოქმნიან უფრო პოლარულ ამინოეთერულ ჯგუფებს და მყარ სეგმენტებს შორის შეიძლება მეტი წყალბადური ბმის წარმოქმნა, რაც ზრდის მყარ სეგმენტებს შორის ურთიერთქმედებას და აუმჯობესებს მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხს ელასტომერებში; სიმეტრიული არომატული ჯაჭვის გამაფართოებლები, როგორიცაა p, p-დიჰიდროქინონი და ჰიდროქინონი, სასარგებლოა მყარი სეგმენტების ნორმალიზაციისა და მჭიდრო შეფუთვისთვის, რითაც აუმჯობესებს პროდუქტების მიკროფაზურ გამოყოფას.
ალიფატური იზოციანატების მიერ წარმოქმნილ ამინოეთერულ სეგმენტებს კარგი თავსებადობა აქვთ რბილ სეგმენტებთან, რაც იწვევს რბილ სეგმენტებში მეტი მყარი სეგმენტის გახსნას, რაც ამცირებს მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხს. არომატული იზოციანატების მიერ წარმოქმნილ ამინოეთერულ სეგმენტებს ცუდი თავსებადობა აქვთ რბილ სეგმენტებთან, მაშინ როცა მიკროფაზური გამოყოფის ხარისხი უფრო მაღალია. პოლიოლეფინის პოლიურეთანს აქვს თითქმის სრული მიკროფაზური გამოყოფის სტრუქტურა იმის გამო, რომ რბილი სეგმენტი არ წარმოქმნის წყალბადურ ბმებს და წყალბადური ბმები შეიძლება წარმოიქმნას მხოლოდ მყარ სეგმენტში.
წყალბადური ბმების გავლენა ელასტომერების დარბილების ტემპერატურაზე ასევე მნიშვნელოვანია. მიუხედავად იმისა, რომ რბილ სეგმენტში პოლიეთერებსა და კარბონილებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით წყალბადური ბმების წარმოქმნა NH2-თან მყარ სეგმენტში, ეს ასევე ზრდის ელასტომერების დარბილების ტემპერატურას. დადასტურებულია, რომ წყალბადური ბმები 200 ℃-ზეც კი 40%-ს ინარჩუნებს.
02 თერმული დაშლა
ამინოეთერული ჯგუფები მაღალ ტემპერატურაზე შემდეგნაირად იშლება:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
პოლიურეთანის ბაზაზე დაფუძნებული მასალების თერმული დაშლის სამი ძირითადი ფორმა არსებობს:
① ორიგინალური იზოციანატების და პოლიოლების წარმოქმნა;
② α— CH2 ფუძეზე არსებული ჟანგბადის ბმა წყდება და მეორე CH2 ფუძეზე არსებულ ერთ წყალბადის ბმას უერთდება ამინომჟავებისა და ალკენების წარმოსაქმნელად. ამინომჟავები იშლება ერთ პირველად ამინად და ნახშირორჟანგად:
③ ფორმა 1 მეორადი ამინი და ნახშირორჟანგი.
კარბამატის სტრუქტურის თერმული დაშლა:
არილი NHCO არილი, ~120 ℃;
N-ალკილ-NHCO-არილი, ~180 ℃;
არილ NHCO n-ალკილი, ~200 ℃;
N-ალკილ-NHCO-n-ალკილი, ~250 ℃.
ამინომჟავების ეთერების თერმული სტაბილურობა დაკავშირებულია საწყისი მასალების ტიპებთან, როგორიცაა იზოციანატები და პოლიოლები. ალიფატური იზოციანატები უფრო მაღალია, ვიდრე არომატული იზოციანატები, ხოლო ცხიმოვანი სპირტები - არომატულ სპირტებზე. თუმცა, ლიტერატურაში აღნიშნულია, რომ ალიფატური ამინომჟავების ეთერების თერმული დაშლის ტემპერატურა 160-180 ℃-ს შორისაა, ხოლო არომატული ამინომჟავების ეთერების - 180-200 ℃-ს შორის, რაც ეწინააღმდეგება ზემოთ მოცემულ მონაცემებს. მიზეზი შეიძლება ტესტირების მეთოდს უკავშირდებოდეს.
სინამდვილეში, ალიფატურ CHDI-ს (1,4-ციკლოჰექსან დიიზოციანატი) და HDI-ს (ჰექსამეთილენ დიიზოციანატი) უკეთესი სითბოსადმი მდგრადობა აქვთ, ვიდრე ჩვეულებრივ გამოყენებულ არომატულ MDI-ს და TDI-ს. განსაკუთრებით სიმეტრიული სტრუქტურის მქონე ტრანს CHDI აღიარებულია, როგორც ყველაზე სითბოსადმი მდგრადი იზოციანატი. მისგან დამზადებულ პოლიურეთანის ელასტომერებს აქვთ კარგი დამუშავების უნარი, შესანიშნავი ჰიდროლიზისადმი მდგრადობა, მაღალი დარბილების ტემპერატურა, დაბალი მინის გადასვლის ტემპერატურა, დაბალი თერმული ჰისტერეზისი და მაღალი ულტრაიისფერი გამოსხივებისადმი მდგრადობა.
ამინოეთერის ჯგუფის გარდა, პოლიურეთანის ელასტომერებს ასევე აქვთ სხვა ფუნქციური ჯგუფები, როგორიცაა შარდოვანას ფორმატი, ბიურეტი, შარდოვანა და ა.შ. ამ ჯგუფებს შეუძლიათ თერმული დაშლა მაღალ ტემპერატურაზე:
NHCONCOO – (ალიფატური შარდოვანას ფორმატი), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (არომატული შარდოვანას ფორმატი), 1-120 ℃ ტემპერატურის დიაპაზონში;
- NHCONCONH – (ალიფატური ბიურეტი), 10°C-დან 110°C-მდე ტემპერატურაზე;
NHCONCONH – (არომატული ბიურეტი), 115-125 ℃;
NHCONH – (ალიფატური შარდოვანა), 140-180 ℃;
- NHCONH – (არომატული შარდოვანა), 160-200 ℃;
იზოციანურატის რგოლი >270 ℃.
ბიურეტისა და შარდოვანას ბაზაზე დამზადებული ფორმატის თერმული დაშლის ტემპერატურა გაცილებით დაბალია, ვიდრე ამინოფორმატისა და შარდოვანას, მაშინ როცა იზოციანურატს საუკეთესო თერმული სტაბილურობა აქვს. ელასტომერების წარმოებისას, ჭარბმა იზოციანატებმა შეიძლება შემდგომში რეაქციაში შევიდნენ წარმოქმნილ ამინოფორმატთან და შარდოვანასთან, რათა წარმოქმნან შარდოვანას ბაზაზე დამზადებული ფორმატი და ბიურეტის ჯვარედინი შეკავშირებული სტრუქტურები. მიუხედავად იმისა, რომ მათ შეუძლიათ ელასტომერების მექანიკური თვისებების გაუმჯობესება, ისინი უკიდურესად არასტაბილურია სითბოს მიმართ.
ელასტომერებში თერმულად არასტაბილური ჯგუფების, როგორიცაა ბიურეტი და შარდოვანას ფორმატი, შესამცირებლად აუცილებელია მათი ნედლეულის თანაფარდობისა და წარმოების პროცესის გათვალისწინება. უნდა იქნას გამოყენებული იზოციანატის ჭარბი თანაფარდობა და რაც შეიძლება მეტი სხვა მეთოდი, რათა ნედლეულში თავდაპირველად წარმოიქმნას ნაწილობრივი იზოციანატის რგოლები (ძირითადად იზოციანატები, პოლიოლები და ჯაჭვის გამაფართოებლები) და შემდეგ შეიყვანონ ისინი ელასტომერში ჩვეულებრივი პროცესების მიხედვით. ეს გახდა ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი სითბოსადმი მდგრადი და ცეცხლგამძლე პოლიურეთანის ელასტომერების წარმოებისთვის.
03 ჰიდროლიზი და თერმული დაჟანგვა
პოლიურეთანის ელასტომერები მიდრეკილნი არიან თერმული დაშლისკენ მათ მყარ სეგმენტებში და შესაბამისი ქიმიური ცვლილებებისკენ მათ რბილ სეგმენტებში მაღალ ტემპერატურაზე. პოლიესტერის ელასტომერებს აქვთ სუსტი წყალგამძლეობა და უფრო გამოხატული მიდრეკილება ჰიდროლიზისკენ მაღალ ტემპერატურაზე. პოლიესტერის/TDI/დიამინის მომსახურების ვადა შეიძლება მიაღწიოს 4-5 თვეს 50 ℃-ზე, მხოლოდ ორ კვირას 70 ℃-ზე და მხოლოდ რამდენიმე დღეს 100 ℃-ზე ზემოთ. ეთერული ბმები შეიძლება დაიშალოს შესაბამის მჟავებად და სპირტებად ცხელი წყლისა და ორთქლის ზემოქმედებისას, ხოლო ელასტომერებში შარდოვანას და ამინოეთერულ ჯგუფებს ასევე შეუძლიათ ჰიდროლიზის რეაქციების გავლა:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
ეთერული სპირტი
ერთი RNHCONHR ერთი H20- → RXHCOOH H2NR -
ურეამიდი
ერთი RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
ამინოფორმატის ეთერი ამინოფორმატის სპირტი
პოლიეთერზე დაფუძნებულ ელასტომერებს აქვთ ცუდი თერმული დაჟანგვის სტაბილურობა, ხოლო ეთერზე დაფუძნებულ ელასტომერებს α-. ნახშირბადის ატომზე არსებული წყალბადი ადვილად იჟანგება და წარმოიქმნება წყალბადის ზეჟანგი. შემდგომი დაშლისა და გახლეჩის შემდეგ, იგი წარმოქმნის ოქსიდის რადიკალებს და ჰიდროქსილის რადიკალებს, რომლებიც საბოლოოდ იშლება ფორმატებად ან ალდეჰიდებად.
სხვადასხვა პოლიესტერს ელასტომერების თბომედეგობაზე მცირე გავლენა აქვს, მაშინ როცა სხვადასხვა პოლიეთერს გარკვეული გავლენა აქვს. TDI-MOCA-PTMEG-თან შედარებით, TDI-MOCA-PTMEG-ს 121 ℃ ტემპერატურაზე 7 დღის განმავლობაში დაძველებისას, დაჭიმვის სიმტკიცის შენარჩუნების კოეფიციენტი შესაბამისად 44% და 60%-ია, ეს უკანასკნელი კი მნიშვნელოვნად უკეთესია პირველთან შედარებით. მიზეზი შეიძლება იყოს ის, რომ PPG მოლეკულებს აქვთ განშტოებული ჯაჭვები, რაც ხელს არ უწყობს ელასტიური მოლეკულების რეგულარულ განლაგებას და ამცირებს ელასტიური სხეულის თბომედეგობას. პოლიეთერების თერმული სტაბილურობის რიგია: PTMEG>PEG>PPG.
პოლიურეთანის ელასტომერებში არსებული სხვა ფუნქციური ჯგუფები, როგორიცაა შარდოვანა და კარბამატი, ასევე განიცდიან დაჟანგვისა და ჰიდროლიზის რეაქციებს. თუმცა, ეთერის ჯგუფი ყველაზე ადვილად იჟანგება, ხოლო ეთერის ჯგუფი - ყველაზე ადვილად ჰიდროლიზდება. მათი ანტიოქსიდანტური და ჰიდროლიზისადმი მდგრადობის თანმიმდევრობაა:
ანტიოქსიდანტური აქტივობა: ეთერები>შარდოვანა>კარბამატი>ეთერი;
ჰიდროლიზის წინააღმდეგობა: ეთერი
პოლიეთერული პოლიურეთანის დაჟანგვისადმი მდგრადობისა და პოლიესტერის პოლიურეთანის ჰიდროლიზისადმი მდგრადობის გასაუმჯობესებლად, ასევე ემატება დანამატები, როგორიცაა 1%-იანი ფენოლური ანტიოქსიდანტის, Irganox1010-ის დამატება PTMEG პოლიეთერულ ელასტომერზე. ამ ელასტომერის დაჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 3-5-ჯერ ანტიოქსიდანტების გარეშე გამოყენებასთან შედარებით (ტესტის შედეგები 1500C-ზე 168 საათის განმავლობაში დაძველების შემდეგ). თუმცა, ყველა ანტიოქსიდანტს არ აქვს გავლენა პოლიურეთანის ელასტომერებზე, მხოლოდ ფენოლური 1rganox 1010 და TopanOl051 (ფენოლური ანტიოქსიდანტი, შეფერხებული ამინის სინათლის სტაბილიზატორი, ბენზოტრიაზოლის კომპლექსი) აქვთ მნიშვნელოვანი ეფექტი და პირველი საუკეთესოა, შესაძლოა იმიტომ, რომ ფენოლური ანტიოქსიდანტები კარგი თავსებადობით გამოირჩევიან ელასტომერებთან. თუმცა, ფენოლური ანტიოქსიდანტების სტაბილიზაციის მექანიზმში ფენოლური ჰიდროქსილის ჯგუფების მნიშვნელოვანი როლის გამო, სისტემაში ამ ფენოლური ჰიდროქსილის ჯგუფის რეაქციისა და იზოციანატის ჯგუფებთან „ჩავარდნის“ თავიდან ასაცილებლად, იზოციანატებისა და პოლიოლების თანაფარდობა არ უნდა იყოს ძალიან დიდი და ანტიოქსიდანტები უნდა დაემატოს პრეპოლიმერებსა და ჯაჭვის გამაფართოებლებს. თუ ისინი დაემატება პრეპოლიმერების წარმოების დროს, ეს მნიშვნელოვნად იმოქმედებს სტაბილიზაციის ეფექტზე.
პოლიესტერის პოლიურეთანის ელასტომერების ჰიდროლიზის თავიდან ასაცილებლად გამოყენებული დანამატები ძირითადად კარბოდიიმიდის ნაერთებია, რომლებიც რეაგირებენ პოლიურეთანის ელასტომერის მოლეკულებში ეთერის ჰიდროლიზით წარმოქმნილ კარბოქსილის მჟავებთან აცილ შარდოვანას წარმოებულების წარმოქმნით, რაც ხელს უშლის შემდგომ ჰიდროლიზს. კარბოდიიმიდის დამატება 2%-დან 5%-მდე მასის ფრაქციით შეიძლება 2-4-ჯერ გაზარდოს პოლიურეთანის წყლისადმი სტაბილურობა. გარდა ამისა, ტერტ-ბუტილ კატექოლს, ჰექსამეთილენტეტრამინს, აზოდიკარბონამიდს და ა.შ. ასევე აქვთ გარკვეული ანტიჰიდროლიზური ეფექტები.
04 ძირითადი მახასიათებლები
პოლიურეთანის ელასტომერები ტიპური მრავალბლოკური კოპოლიმერებია, რომელთა მოლეკულური ჯაჭვები შედგება ოთახის ტემპერატურაზე დაბალი მინის გადასვლის ტემპერატურით მოქნილი სეგმენტებისგან და ოთახის ტემპერატურაზე მაღალი მინის გადასვლის ტემპერატურით მყარი სეგმენტებისგან. მათ შორის, ოლიგომერული პოლიოლები ქმნიან მოქნილ სეგმენტებს, ხოლო დიიზოციანატები და მცირე მოლეკულური ჯაჭვის გამაფართოებლები ქმნიან მყარ სეგმენტებს. მოქნილი და მყარი ჯაჭვის სეგმენტების ჩაშენებული სტრუქტურა განსაზღვრავს მათ უნიკალურ მახასიათებლებს:
(1) ჩვეულებრივი რეზინის სიმტკიცის დიაპაზონი ზოგადად შაოერ A20-დან A90-მდეა, ხოლო პლასტმასის სიმტკიცის დიაპაზონი დაახლოებით შაოერ A95-დან D100-მდეა. პოლიურეთანის ელასტომერებს შეუძლიათ მიაღწიონ შაოერ A10-მდე და შაოერ D85-მდე, შემავსებლის დახმარების საჭიროების გარეშე;
(2) მაღალი სიმტკიცისა და ელასტიურობის შენარჩუნება შესაძლებელია სიმტკიცის ფართო დიაპაზონშიც;
(3) შესანიშნავი ცვეთამედეგობა, ნატურალური რეზინის 2-10-ჯერ მეტი;
(4) წყლის, ზეთისა და ქიმიკატების მიმართ შესანიშნავი მდგრადობა;
(5) მაღალი დარტყმისადმი მდგრადობა, დაღლილობისადმი მდგრადობა და ვიბრაციისადმი მდგრადობა, შესაფერისია მაღალი სიხშირის მოხრის აპლიკაციებისთვის;
(6) კარგი დაბალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა, დაბალ ტემპერატურაზე სიმყიფე -30 ℃ ან -70 ℃-ზე დაბლა;
(7) მას აქვს შესანიშნავი იზოლაციის მახასიათებლები და დაბალი თბოგამტარობის გამო, რეზინისა და პლასტმასის შედარებით უკეთესი იზოლაციის ეფექტი აქვს;
(8) კარგი ბიოშეთავსებადობა და ანტიკოაგულაციური თვისებები;
(9) შესანიშნავი ელექტროიზოლაცია, ობისადმი მდგრადობა და ულტრაიისფერი გამოსხივებისადმი სტაბილურობა.
პოლიურეთანის ელასტომერების ფორმირება შესაძლებელია ჩვეულებრივი რეზინის მსგავსი პროცესების გამოყენებით, როგორიცაა პლასტიზაცია, შერევა და ვულკანიზაცია. მათი ჩამოსხმა ასევე შესაძლებელია თხევადი რეზინის სახით ჩამოსხმის, ცენტრიდანული ჩამოსხმის ან შესხურების გზით. მათი მარცვლოვან მასალებად დამზადება და ფორმირება შესაძლებელია ინექციის, ექსტრუზიის, გლინვის, ჩამოსხმის და სხვა პროცესების გამოყენებით. ამ გზით, ეს არა მხოლოდ აუმჯობესებს სამუშაო ეფექტურობას, არამედ აუმჯობესებს პროდუქტის განზომილებიან სიზუსტეს და იერსახეს.