Ko nga mea e kiia anapolyurethaneKo te whakapoto o te polyurethane, he mea hanga e te tauhohenga o te polyisocyanates me te polyols, he maha nga roopu ester amino tukurua (- NH-CO-O -) kei runga i te mekameka ngota.I roto i nga kapia polyurethane kua whakahiatotia, i tua atu i te roopu ester amino, kei reira ano nga roopu penei i te Urea me te biuret.Ko nga polyols no nga ngota ngota mekameka roa me nga roopu hydroxyl i te mutunga, e kiia ana ko "waahanga mekameka ngawari", ko te polyisocyanates e kiia ana ko "waahanga mekameka uaua".
I roto i nga kapia polyurethane i hangaia e nga waahanga mekameka ngawari me te uaua, he iti noa te paheketanga he hākawa waikawa amino, na reira kaore pea e tika kia kiia he polyurethane.I roto i te tikanga whanui, ko te polyurethane he taapiri o te isocyanate.
He rereke nga momo isocyanates ka tauhohe ki nga pūhui polyhydroxy ki te whakaputa i nga momo hanganga o te polyurethane, na reira ka whiwhi rauemi polymer me nga ahuatanga rereke, penei i te kirihou, te rapa, te paninga, te muka, te whakapiri, me etahi atu.
Ko te rapa polyurethane no tetahi momo rapa motuhake, he mea hanga ma te tauhohe i te polyether, te polyester ranei me te isocyanate.He maha nga momo momo na te rereke o nga momo rauemi mata, nga tikanga tauhohenga, me nga tikanga whakawhiti.Mai i te tirohanga hanganga matū, he momo polyester me te polyether, mai i te tirohanga tikanga tukatuka, e toru nga momo: te momo ranu, te momo maka, me te momo thermoplastic.
Ko te rapa polyurethane waihanga te tikanga ka whakahiatohia ma te tauhohe i te polyester ahorangi, te polyether ranei me te diisocyanate hei hanga i te prepolymer taumaha ngota iti, katahi ka tukuna ki te tauhohenga toronga mekameka ki te whakaputa i tetahi polymer taumaha ngota.Na, ka taapirihia nga kaihoko honohono tika me te whakamahana hei rongoa, ka waiho hei rapa puia.Ko tenei tikanga ka kiia ko te prepolymerization, ko te tikanga rua-taahiraa ranei.
Ka taea hoki te whakamahi i te tikanga kotahi-taahiraa - te ranu tika i te polyester, te polyether ranei me te diisocyanates, te toronga mekameka, me nga kaihoko honohono hei timata i te tauhohenga me te whakaputa rapa polyurethane.
Ko te A-waahanga i roto i nga ngota ngota TPU ka ngawari ki te huri i nga mekameka macromolecular, ka whakawhiwhia ki te rapa polyurethane me te pai o te elasticity, te whakaiti i te waahi ngohengohe me te waahi whakawhiti tuarua o te polymer, me te whakaiti i tona pakeke me te kaha miihini.Ka herea e te wahanga-B te hurihanga o nga mekameka macromolecular, ka piki ake te waahi ngohengohe me te waahi whakawhiti tuarua o te polymer, ka piki ake te pakeke me te kaha miihini, me te heke o te elasticity.Ma te whakatikatika i te tauwehenga molar i waenga i te A me te B, ka taea te whakaputa i nga TPU me nga momo miihini rereke.Ko te hanganga hononga-whakawhitinga o te TPU me whakaaro noa ki te hono-whakawhiti tuatahi, engari ano hoki te hononga-whakawhiti tuarua i hangaia e nga here hauwai i waenga i nga ngota ngota.He rereke te hononga honohono tuatahi o te polyurethane mai i te hanganga vulcanization o te rapa hydroxyl.Ko tana roopu ester amino, te roopu biuret, te roopu urea formate me etahi atu roopu mahi kua whakaritea i roto i te waahanga mekameka maataki me te mokowhiti, ka puta mai he hanganga whatunga o te rapa, he pai te whakakakahu me etahi atu mea tino pai.Tuarua, na te maha o nga roopu mahi tino hono penei i te Urea me nga roopu carbamate i roto i te rapa polyurethane, he kaha te kaha o nga here hauwai i hangaia i waenga i nga mekameka ngota, a ko nga hononga whakawhiti tuarua i hangaia e nga here hauwai ka whai paanga nui ki nga ahuatanga o rapa polyurethane.Ko te hononga-whakawhiti tuarua ka taea e te rapa polyurethane te mau i nga ahuatanga o nga elastomers thermosetting i tetahi taha, i tetahi atu ringa, kaore tenei hononga-whakawhitinga i te tino hono-whakawhiti, ka waiho hei hononga-whiti mariko.Ko te ahuatanga o te hononga-whakawhitinga ka whakawhirinaki ki te pāmahana.I te pikinga o te pāmahana, ka ngoikore haere tenei hononga whakawhiti ka ngaro.Ko te polymer he ahua rere kee ka taea te tukuna ki te tukatuka thermoplastic.Ka heke iho te pāmahana, ka hoki haere mai tenei hononga-whakawhitinga, ka hanga ano.Ko te taapiri o te iti o te whakakii ka piki ake te tawhiti i waenga i nga ngota ngota, ka ngoikore te kaha ki te hanga i nga here hauwai i waenga i nga ngota ngota, ka paheke te kaha.Kua whakaatuhia e te rangahau ko te raupapa o te pumau o nga momo roopu mahi i roto i te rapa polyurethane mai i te teitei ki te iti ko: ester, ether, Urea, carbamate, me te biuret.I te wa o te koroheketanga o te rapa polyurethane, ko te waahi tuatahi ko te pakaru o nga hononga whakawhiti i waenga i te biuret me te urea, ka whai i te pakaru o nga here carbamate me te urea, ara, te pakaru o te mekameka matua.
01 Whakangohe
Ko nga elastomers polyurethane, he rite ki te maha o nga rauemi polymer, ka ngohengohe i te teitei o te mahana me te whakawhiti mai i te ahua rapa ki te ahua rere kerekere, ka hua te heke tere o te kaha miihini.Mai i te tirohanga matū, ko te pāmahana whakangohengohe o te elasticity te nuinga e whakawhirinaki ana ki nga mea penei i tona hanganga matū, te taumaha ngota ngota, me te kiato honohono.
I te nuinga o te korero, ko te whakanui ake i te taumaha o te ngota ngota, ko te whakanui ake i te rigidity o te wahanga pakeke (penei i te whakauru i te mowhiti benzene ki roto i te ngota ngota) me te ihirangi o te wahanga pakeke, me te whakanui ake i te kiato whakawhiti he painga katoa mo te whakanui ake i te whakamahana mahana.Mo nga elastomers thermoplastic, ko te hanganga irapoi te nuinga o te raina, a ka piki ake te mahana o te whakamahana o te elastomer ka piki ake te taumaha o te ngota ngota.
Mo nga elastomers polyurethane hono-whakawhiti, he nui ake te paanga o te kiato whakawhiti i te taumaha irapoi whanaunga.Na reira, i te wa e hanga ana i nga elastomers, te whakanui ake i te mahi o te isocyanates, polyols ranei, ka taea te hanga i tetahi hanganga hononga matū matū whakaahuru waiariki i roto i etahi o nga ngota ngota ngota, te whakamahi ranei i nga owehenga nui o te isocyanate ki te hanga i te hanganga hononga hono-isocyanate pumau i roto i te tinana rapa. he huarahi kaha ki te whakapai ake i te wera o te wera, te aukati whakarewa, me te kaha miihini o te elastomer.
I te wa e whakamahia ana te PPDI (p-phenyldiisocyanate) hei rauemi mata, na te hononga tika o nga roopu isocyanate e rua ki te mowhiti benzene, ko te waahanga pakeke i hangaia he nui ake te whakakii i te mowhiti benzene, e pai ake ai te rigidity o te waahanga pakeke me te whakarei ake. te parenga wera o te elastomer.
Mai i te tirohanga a-tinana, ka whakawhirinaki te pāmahana whakangohengohe o nga elastomers ki te tohu o te wehenga microphase.E ai ki nga purongo, he iti rawa te whakamahana o nga elastomers e kore e uru ki te wehenga microphase, me te pāmahana tukatuka mo te 70 ℃ noa iho, ko nga elastomers e pa ana ki te wehenga microphase ka tae ki te 130-150 ℃.Na reira, ko te whakanui ake i te tohu o te wehenga microphase i roto i nga elastomers ko tetahi o nga tikanga whai hua hei whakapai ake i to raatau wera.
Ko te tohu o te wehenga microphase o nga elastomers ka taea te whakapai ake ma te whakarereke i te tohatoha taumahatanga ngota ngota o nga waahanga mekameka me te ihirangi o nga waahanga mekameka pakari, na reira ka whakarei ake i o raatau wera wera.Ko te nuinga o nga kairangahau e whakapono ana ko te take mo te wehenga microphase i roto i te polyurethane ko te koretake o te thermodynamic i waenga i nga waahanga ngawari me te uaua.Ko te momo whakaroa mekameka, te wahanga maro me ona ihirangi, te momo wahanga ngohe, me te hononga hauwai ka whai paanga nui ki runga.
Ka whakatauritea ki nga toronga mekameka diol, ko nga kaiwhakawhanui mekameka diamine penei i te MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) me te DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) he maha ake nga roopu ester amino polar i roto i nga elastomers, me te maha atu o nga here hauwai ka taea. kia hangaia i waenga i nga waahanga pakeke, te whakanui ake i te taunekeneke i waenga i nga waahanga pakeke me te whakapai ake i te tohu o te wehenga microphase i roto i nga elastomers;Ko nga kaiwhakawhanui mekameka hangarite penei i te p, p-dihydroquinone, me te hydroquinone he painga mo te whakatikatika me te kikii o nga waahanga uaua, na reira ka pai ake te wehenga microphase o nga hua.
Ko nga waahanga ester amino i hangaia e te aliphatic isocyanates he pai te hototahi ki nga waahanga ngawari, ka nui ake nga waahanga uaua ka memeha i nga waahanga ngawari, ka whakaheke i te tohu o te wehenga microphase.Ko nga waahanga ester amino i hangaia e nga isocyanates kakara he ngoikore te hototahi ki nga waahanga ngawari, he nui ake te tohu o te wehenga microphase.Ko te polyolefin polyurethane he tata oti te hanganga wehenga microphase na te mea kaore te wahanga ngawari e hanga i nga here hauwai me nga here hauwai ka puta noa i te wahanga pakeke.
He mea nui ano te paanga o te hononga hauwai ki te waahi ngohengohe o nga elastomers.Ahakoa ko nga polyethers me nga waro i roto i te waahanga ngawari ka taea te hanga i te maha o nga here hauwai me te NH i roto i te waahanga pakeke, ka piki ake ano te whakamahana o nga elastomers.Kua whakatauhia kei te pupuri tonu nga here hauwai i te 40% i te 200 ℃.
02 Te waiariki pirau
Ko nga roopu ester Amino e pa ana ki te pirau e whai ake nei i te pāmahana teitei:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
E toru nga ahuatanga matua o te waiariki o te waiariki i runga i te polyurethane:
① Te hanga i te isocyanates me te polyols taketake;
② α— Ka pakaru te here hāora i runga i te turanga CH2, ka hono ki te here hauwai kotahi ki te rua o CH2 kia hanga he waikawa amino me te alkenes.Ko nga waikawa amino ka pirau ki tetahi amine tuatahi me te hauhā:
③ Puka 1 tuarua amine me te hauhā.
Te whakapoapoa wera o te hanganga carbamate:
Aryl NHCO Aryl,~120 ℃;
N-alkyl-NHCO-aryl,~180 ℃;
Aryl NHCO n-alkyl,~200 ℃;
N-alkyl-NHCO-n-alkyl,~250 ℃.
Ko te pumau o te waiariki o nga esters waikawa amino e pa ana ki nga momo mea timatanga penei i te isocyanates me te polyols.He teitei ake te isocyanates aliphatic i te isocyanates kakara, i te mea he teitei ake te waipiro ngako i te waipiro kakara.Heoi ano, e kii ana nga tuhinga ko te pāmahana whakangao waiariki o nga hākawa waikawa amino aliphatic kei waenganui i te 160-180 ℃, me te mea o nga hākawa waikawa amino kakara kei waenganui i te 180-200 ℃, he mea rereke ki nga korero o runga ake nei.Ko te take ka pa ki te tikanga whakamatautau.
Inaa, ko te CHDI aliphatic (1,4-cyclohexane diisocyanate) me te HDI (hexamethylene diisocyanate) he pai ake te parenga wera atu i te MDI kakara me te TDI.Ina koa ko te trans CHDI me te hanganga hangarite kua mohiohia ko te isocyanate tino wera-atete.Ko nga elastomers polyurethane kua rite mai i a ia he pai te mahi, he pai te aukati hydrolysis, te pāmahana whakamahana teitei, te iti o te pāmahana whakawhiti karaihe, te iti o te waiariki, me te aukati UV teitei.
I tua atu i te roopu ester amino, he maha ano nga roopu mahi polyurethane elastomers penei i te urea formate, biuret, urea, me etahi atu.
NHCONCOO – (whakaahua urea aliphatic), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (whakaahua urea kakara), i te awhe pāmahana 1-120 ℃;
- NHCONCONH – (aliphatic biuret), i te mahana mai te 10°C e tae atu i te 110°C;
NHCONCONH – (biuret kakara), 115-125 ℃;
NHCONH – (aliphatic Urea), 140-180 ℃;
- NHCONH – (urea kakara), 160-200 ℃;
Mowhiti Isocyanurate>270 ℃.
He iti ake te paohana waiariki o te biuret me te urea i to te aminoformate me te Urea, i te mea ko te isocyanurate te tino pai o te waiariki.I roto i te hanga o nga elastomers, ka taea e te nui o te isocyanates te tauhohenga me te aminoformate me te Urea ki te hanga i nga hanganga hono-whakawhiti Urea me te biuret.Ahakoa ka taea e raatau te whakapai ake i nga ahuatanga miihini o nga elastomers, he tino koretake ki te wera.
Hei whakaiti i nga roopu waiariki e kore e mau penei i te biuret me te urea formate i roto i nga elastomers, me whai whakaaro ki o raatau rauemi mata me te tukanga whakaputa.Me whakamahi te nui o te owehenga isocyanate, me te whakamahi i etahi atu tikanga ki te hanga i nga mowhiti isocyanate i te tuatahi i roto i nga rauemi mata (te nuinga o te isocyanates, te polyols, me te toronga mekameka), katahi ka whakauruhia ki roto i te elastomer i runga i nga tikanga noa.Ko tenei te tikanga e whakamahia nuitia ana mo te whakaputa i nga elastomers polyurethane atete wera me te mura.
03 Waiwai me te waiariki waiariki
Ko nga elastomers polyurethane e kaha ana ki te pirau waiariki i roto i o raatau waahanga pakeke me nga huringa matū e rite ana ki o raatau waahanga ngawari i te wera nui.Ko nga elastomers polyester he ngoikore te parenga wai me te kaha ake ki te hauwai i te wera nui.Ko te oranga ratonga o te polyester/TDI/diamine ka tae ki te 4-5 marama i te 50 ℃, e rua wiki noa i te 70 ℃, me etahi ra i runga ake i te 100 ℃.Ka taea e nga here ester te pirau ki roto ki nga waikawa me nga waipiro e rite ana ina pa ana ki te wai wera me te mamaoa, ka taea ano hoki e nga roopu ester te Urea me te amino i roto i nga elastomers nga tauhohenga hydrolysis:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
waipiro hākawa
Kotahi RNHCONHR kotahi H20- → RXHCOOH H2NR -
Ureamide
Kotahi RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
Amino formate ester Amino formate waipiro
Ko nga elastomers i runga i te polyether he ngoikore te pumau o te waiariki, me te ether based elastomers α- Ko te hauwai kei runga i te ngota waro he ngawari te waikura, ka hanga he hauwai hauwai.Whai muri i te pirau me te wehenga, ka puta mai nga tuwhena waikura me nga tuwhena hydroxyl, ka mutu ka pirau ki roto i nga whakatakotoranga me te aldehydes.
He iti te awe o nga polyesters rereke ki te parenga wera o nga elastomers, engari he awe etahi o nga polyesters rereke.Ka whakatauritea ki te TDI-MOCA-PTMEG, ko te TDI-MOCA-PTMEG te reiti pupuri kaha tensile o 44% me te 60% i te wa e pakeke ana ki te 121 ℃ mo nga ra e 7, me te mea he pai ake te pai ake o tera i to mua.Ko te take pea he mekameka manga o nga ngota ngota PPG, kaore i te pai ki te whakarite i nga wa katoa o nga ngota ngota rapa me te whakaheke i te wera o te tinana rapa.Ko te raupapa whakamarumaru waiariki o nga polyethers ko: PTMEG>PEG>PPG.
Ko etahi atu roopu mahi i roto i nga elastomers polyurethane, penei i te urea me te carbamate, ka pa ki te waiora me nga tauhohenga hydrolysis.Heoi ano, ko te roopu ether te mea ngawari rawa te waikura, engari ko te roopu ester te mea ngawari rawa te whakamaarama.Ko te raupapa o to raatau aukati antioxidant me te hydrolysis ko:
Te mahi antioxidant: esters>urea>carbamate>ether;
Te aukati waiwai: ester
Hei whakapai ake i te aukati waikura o te polyurethane polyether me te parenga hydrolysis o te polyester polyurethane, ka taapirihia nga taapiri, penei i te taapiri 1% phenolic antioxidant Irganox1010 ki te PTMEG polyether elastomer.Ko te kaha kaha o tenei elastomer ka taea te whakanui ake i nga wa 3-5 ki te kore he antioxidants (nga hua whakamatautau i muri i te koroheketanga i te 1500C mo nga haora 168).Engari kaore nga antioxidants katoa e pa ana ki nga elastomers polyurethane, ko te phenolic 1rganox 1010 me te TopanOl051 anake (te antioxidant phenolic, te whakapumau marama amine aukati, te matatini benzotriazole) he nui nga paanga, a ko te mea pai rawa atu, tera pea he pai te hototahi o nga antioxidants phenolic ki nga elastomers.Heoi, na te nui o te mahi a nga roopu hydroxyl phenolic i roto i te tikanga whakapumautanga o nga antioxidants phenolic, kia kore ai te tauhohenga me te "kore" o tenei roopu hydroxyl phenolic me nga roopu isocyanate i roto i te punaha, ko te tauwehenga o te isocyanates ki te polyols kaua e tau. he nui rawa, me taapiri nga antioxidants ki nga prepolymers me nga whakaroa mekameka.Mena ka taapirihia i te wa e hangaia ana nga prepolymers, ka tino pa ki te paanga whakapumau.
Ko nga taapiri e whakamahia ana hei aukati i te hauwai o te polyurethane elastomers polyester he pūhui carbodiimide te nuinga, e tauhohe ana ki te waikawa carboxylic i hangaia e te ester hydrolysis i roto i te polyurethane elastomer elastomer ki te whakaputa i te acyl urea derivatives, hei aukati i te hauwai ano.Ko te taapiri o te carbodiimide i te hautanga papatipu o te 2% ki te 5% ka nui ake te pumau o te wai o te polyurethane ma te 2-4 wa.I tua atu, ko te tert butyl catechol, hexamethylenetetramine, azodicarbonamide, me etahi atu ka whai hua ano ki te aukati hydrolysis.
04 Nga ahuatanga mahi matua
Ko nga elastomers polyurethane he kapolymers poraka maha, me nga mekameka ngota i hangaia he waahanga ngawari me te pāmahana whakawhiti karaihe he iti ake i te pāmahana rūma me nga waahanga pakari me te pāmahana whakawhiti karaihe teitei ake i te pāmahana rūma.I roto i a raatau, ko nga polyol oligomeric te hanga i nga waahanga ngawari, ko nga diisocyanates me nga kaiwhakawhanui mekameka ngota iti ka hanga i nga waahanga pakari.Ko te hanganga whakauru o nga waahanga mekameka ngawari me te pakari ka whakatau i o raatau mahi ahurei:
(1) Ko te awhe pakeke o te rapa noa i waenga i a Shaoer A20-A90, ko te awhe pakeke o te kirihou e pa ana ki a Shaoer A95 Shaoer D100.Ka taea e nga elastomers polyurethane te tae ki te iti ki te Shaoer A10 me te teitei ki te Shaoer D85, me te kore e hiahia ki te awhina whakakii;
(2) Ka taea tonu te pupuri i te kaha me te elasticity i roto i te whānuitanga o te pakeke;
(3) He pai te whakaahuru kakahu, 2-10 nga wa o te rapa maori;
(4) He pai te aukati ki te wai, te hinu, me nga matū;
(5) Te kaha o te paanga, te ngoikoretanga, me te wiri, e tika ana mo nga tono piko auau;
(6) He pai te parenga iti-mahana, me te pakaru o te wera iti i raro -30 ℃ ranei -70 ℃;
(7) He pai rawa atu te mahi whakamaarama, a, na te iti o te kawe i te waiariki, he pai ake te painga o te whakamaarama ki te rapa me te kirihou;
(8) He pai te pai o te koiora me nga taonga anticoagulant;
(9) He pai te whakamaarama hiko, te aukati i te pokepokea, me te pumau o te UV.
Ka taea te hanga i nga elastomers polyurethane ma te whakamahi i nga tikanga rite ki te rapa noa, penei i te kirihou, te whakaranu, me te whakangao.Ka taea hoki te hanga i te ahua o te rapa wai ma te ringihanga, te hanga centrifugal, te rehu ranei.Ka taea hoki te hanga ki roto i nga taonga kowhatu ka hangaia ma te werohanga, te tangohanga, te hurihuri, te pupuhi pupuhi, me etahi atu tukanga.Ma tenei ara, ehara i te mea ka pai ake te mahi, engari ka pai ake te tika o te ahu me te ahua o te hua.
Wā tuku: Tihema-05-2023