1. Що таке поліуретановий преполімер?
Поліуретановий форполімер, також відомий як поліуретановий форполімер, — це полімерний напів{0}}фабрикат, утворений пропорційною реакцією поліізоціанату з поліолами (поліефірами або поліефірами), у яких реакційноздатні функціональні групи залишаються однаковими на обох кінцях молекулярного ланцюга. Це не кінцевий продукт, а проміжний продукт, який може вступати в подальшу реакцію з подовжувачами ланцюга, зшивачами або іншими активними речовинами для утворення кінцевого поліуретанового матеріалу. Форполімерний метод (також відомий як дво-етапний метод) є найпоширенішим способом синтезу в поліуретановій промисловості. Молекулярна структура та механічні властивості форполімерного методу є більш контрольованими, ніж одно-етапний метод, у якому всі вихідні матеріали реагують разом.
Abstract: Поліуретановий преполімер є активним проміжним продуктом, який утворюється в результаті часткової реакції ізоціанату та поліолу. В основі лежить «преполімерний метод (дво-етапний) процес, який вимагає подовжених ланцюгів або поперечних-зв’язків для отримання кінцевого поліуретанового продукту.
2, Основна сировина: вибір ізоціанатів і поліолів.
Двома основними сировинними матеріалами для отримання преполімерів є поліізоціанати та олігомерні поліоли. Зазвичай використовувані поліізоціанати включають толуолдіізоціанат (TDI), дифенілметандіізоціанат (MDI), ізофорондіізоціанат (IPDI), гексаметилендіізоціанат (HDI) тощо. TDI та MDI зазвичай використовуються як кінцеві форполімери NCO, тоді як HDI та IPDI широко використовуються у -покриттях високого класу та водні-системи завдяки їхнім-властивостям проти пожовтіння. У випадку поліолів, поліефірні поліоли (такі як поліетиленгліколь, поліпропіленгліколь і тетрагідрофурангліколь) використовуються в м’яких системах, тоді як поліефірні поліоли (такі як полібутиленадипат) використовуються в жорстких системах, які вимагають стійкості до погодних умов і механічної міцності. Гідроксильне число, кислотне число, вміст вологи та вміст іонів металу в сировині безпосередньо впливають на якість преполімеру.
Анотація: Ізоціанати визначають твердість і реакційну здатність преполімерів, поліоли визначають властивості м’яких сегментів і кінцеве -використання, а чистота та попередня обробка сировини є першим кроком у підготовці кваліфікованих преполімерів.
3, Принцип реакції: поступово додайте ізоціанат і гідроксильні групи
The synthesis of polyurethane prepolymers is basically a gradual addition reaction between isocyanate groups (-NCO) and hydroxyl groups groups (-OH) to form amino ester bonds (-NHCO-). This is an exothermic reaction in which the order of reaction activity is: primary alcohol-OH>secondary alcohol-OH>phenol-OH; phenol-OH; -NCO activity on aromatic rings>- NCO activity on cycloalkanes>- Активність NCO щодо жирних вуглеводнів. Конкурентні реакції можуть відбуватися у відповідь на різні функціональні групи. Тому необхідно орієнтуватися в напрямку реакції, контролюючи співвідношення сировини і технологічні умови. Додавання каталізаторів, таких як оловоорганічні сполуки октат і октоат олова і дибутилолова дилаурат, і триаміну, такого як триетилендіамін і триетиламін, може значно прискорити реакцію.
Хімічна реакція синтетичних преполімерів — це поступове додавання екзотермічної реакції поетапного приєднання між -NCO та -OH з утворенням аміноефірних зв’язків. Відмінності в груповій активності та виборі каталізатора є ключовими факторами, що контролюють напрямок і швидкість реакції.
4. Приготування кінцевого преполімеру NCO (загальне використання)
Кінцевий форполімер NCO є найбільш часто використовуваним типом у промисловості, і для його приготування використовується надлишок ізоціанату для збереження вільних -груп NCO на обох кінцях молекулярного ланцюга реакції. Типовим процесом є спочатку дегідратація у вакуумі (зазвичай 120 градусів, вакуумування протягом 2-3 годин), охолодження, потім повільне капання поліспирту в надлишок поліізоціанатів, перемішування під захистом азоту. У той же час вчасно зніміть тепло з реакції, щоб підтримувати температуру між 40 і 80 градусами. Молі NCO зазвичай контролюються від 1,5:1 до 3:1, а вміст вільного NCO в кінцевому продукті зазвичай становить від 3% до 12%. Під час реакції можна додати невелику кількість розчинника (наприклад, ацетону, етилацетату, толуолу) для регулювання в'язкості або інгібітора полімеризації (наприклад, бензолсульфонілхлориду) для запобігання утворенню гелю. Кінцеву точку реакції визначали шляхом вимірювання вмісту NCO, і реакцію припиняли, коли досягнуто теоретичного значення.
5. Приготування преполімеру End OH.
На відміну від кінцевих преполімерів NCO, кінцеві преполімери OH дозволяють надлишку поліолів утримувати гідроксильні групи (-OH) на обох кінцях реакційного молекулярного ланцюга. Метод подібний до кінцевого NCO, за винятком того, що співвідношення інгредієнтів змінюється --забагато поліолів, недостатньо ізоціанатів, а молярне співвідношення NCO контролюється між 0,8:1 і 1:1. Оскільки реакційна здатність гідроксильної групи набагато нижча, ніж реакційна здатність ізоціанатних груп, кінцевий гідроксильний форполімер має добру стабільність при зберіганні, і його непросто самополімеризувати. Вони зазвичай використовуються як основна або м'яка частина двокомпонентного клею. У практичних застосуваннях кінцеві преполімери ОН зазвичай отримують шляхом подальшого розширення ланцюга з невеликим надлишком діетиленгліколю на основі кінцевих преполімерів NCO.