1. Mi az a poliuretán előpolimer?
A poliuretán-prepolimer, más néven poliuretán-prepolimer, egy polimer félkész termék, amelyet a poliizocianát és poliolok (poliéterek vagy poliészterek) arányos reakciójával állítanak elő, és amelyben a reaktív funkciós csoportok a molekulalánc mindkét végén azonosak maradnak. Ez nem egy végtermék, hanem egy intermedier, amelyet tovább lehet reagálni lánchosszabbítókkal, térhálósítókkal vagy más aktív anyagokkal, így a végső poliuretán anyag keletkezik. A prepolimer módszer (más néven kétlépcsős módszer) a poliuretánipar legáltalánosabb szintézismódja. A prepolimer módszer molekulaszerkezete és mechanikai tulajdonságai jobban szabályozottak, mint az egy-lépéses módszeré, amelyben az összes nyersanyag együtt reagál.
Absztrakt: A poliuretán prepolimer egy aktív intermedier, amely izocianát és poliol részleges reakciójával képződik. Középpontjában a "prepolimer módszer (két{1}}lépéses) folyamat áll, amely kiterjesztett láncokra vagy kereszt{2}}kötésekre van szükség a végső poliuretán termék előállításához.
2, Mag alapanyagok: izocianátok és poliolok kiválasztása.
A prepolimerek előállításának két alapvető alapanyaga a poliizocianát és az oligomer poliolok. Az általánosan használt poliizocianátok közé tartozik a toluol-diizocianát (TDI), a difenil-metán-diizocianát (MDI), az izoforon-diizocianát (IPDI), a hexametilén-diizocianát (HDI) stb. A TDI-t és az MDI-t általában végső NCO-prepolimerként használják, míg a HDI-t és az IPDI-t széles körben alkalmazzák víz-alapú rendszerek sárgásgátló tulajdonságaik miatt. A poliolok esetében a poliéter-poliolokat (például polietilénglikolt, polipropilénglikolt és tetrahidrofuránglikolt) lágy rendszerekben, míg a poliészter-poliolokat (például polibutilén-adipátot) olyan kemény rendszerekben, amelyek időjárásállóságot és mechanikai szilárdságot igényelnek. A nyersanyagok hidroxil-, sav-, nedvesség- és fémion-tartalma közvetlenül befolyásolja a prepolimer minőségét.
Absztrakt: Az izocianátok határozzák meg a prepolimerek keménységét és reakcióképességét, a poliolok a lágy szegmensek tulajdonságait és a végfelhasználást, a nyersanyagok tisztasága és előkezelése pedig az első lépés a minősített prepolimerek előállításában.
3, Reakcióelv: fokozatosan adjunk hozzá izocianát- és hidroxilcsoportokat
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>- NCO-aktivitás zsíros szénhidrogéneken. Kompetitív reakciók léphetnek fel különböző funkciós csoportokra adott válaszként. Ezért szükséges a reakció irányának irányítása az alapanyagok és a technológiai feltételek arányának szabályozásával. Katalizátorok, például szerves ónvegyületek oktát és ón-oktoát és dibutilón-dilaurát, valamint triamin, például trietilén-diamin és trietil-amin hozzáadása nagymértékben felgyorsíthatja a reakciót.
A szintetikus prepolimerek kémiai reakciója egy exoterm, lépcsőzetes addíciós reakció fokozatos hozzáadása az -NCO és -OH között amino-észter kötések kialakítására. A csoportaktivitásban és a katalizátor kiválasztásában mutatkozó különbségek kulcsfontosságú tényezők, amelyek szabályozzák a reakció irányát és sebességét.
4. Terminális NCO prepolimer előállítása (általános használat)
A vég-NCO-prepolimer a leggyakrabban használt típus az iparban, és előállítása során többlet izocianátot használnak, hogy a reakció molekulaláncának mindkét végén megtartsák a szabad -NCO-csoportokat. A jellemző eljárás az, hogy először vákuumban (általában 120 fokon, 2-3 órán keresztül vákuumozva) dehidratálunk, lehűtjük, majd lassan csepegtetjük a polialkoholt feleslegben lévő poliizocianátba, keverés közben nitrogénvédelem alatt. Ugyanakkor időben távolítsa el a hőt a reakcióból, hogy a hőmérséklet 40 és 80 fok között legyen. Az NCO-mólokat általában 1,5:1 és 3:1 között szabályozzuk, és a szabad NCO-tartalmú végtermék általában 3-12%. A reakció során kis mennyiségű oldószer (pl. aceton, etil-acetát, toluol) adható hozzá a viszkozitás szabályozására, vagy polimerizációt gátló (pl. benzolszulfonil-klorid) adható a gélképződés megakadályozására. A reakció végpontját az NCO-tartalom mérésével határoztuk meg, és az elméleti érték elérésekor a reakciót leállítjuk.
5, End OH Prepolimer előállítása.
A terminális NCO-prepolimerekkel ellentétben a terminális OH-prepolimerek lehetővé teszik, hogy a feleslegben lévő poliolok megtartsák a hidroxilcsoportokat (-OH) a reakció molekulaláncának mindkét végén. A módszer hasonló a végső NCO-hoz, azzal a különbséggel, hogy az összetevők arányát megfordítják --túl sok poliol, kevés az izocianát, és az NCO a mólarányt 0,8:1 és 1:1 között szabályozza. Mivel a hidroxilcsoport reakcióképessége sokkal kisebb, mint az izocianátcsoportoké, a terminális hidroxil-prepolimer jó tárolási stabilitású, és nem könnyű önpolimerizálni. Általában kétkomponensű ragasztók fő vagy lágy részeként használják őket. A gyakorlati alkalmazásokban a terminális OH-prepolimereket általában a lánc további meghosszabbításával állítják elő a terminális NCO-prepolimereken alapuló dietilénglikol kis feleslegével.