Ny atao hoepolyurethanedia ny fanafohezana ny polyurethane, izay miforona amin'ny fihetsiky ny polyisocyanates sy polyols, ary misy vondrona ester amino miverimberina (- NH-CO-O -) ao amin'ny rojo molekiola.Ao amin'ny tena synthesized polyurethane resins, ankoatra ny amino ester vondrona, misy ihany koa ny vondrona toy ny urea sy ny biuret.Ny polyols dia an'ny molekiolan'ny rojo lava miaraka amin'ny vondrona hydroxyl amin'ny farany, izay antsoina hoe "fizarana rojo malefaka", raha ny polyisocyanates kosa dia antsoina hoe "fizarana rojo mafy".
Ao anatin'ireo resin'ny polyurethane vokarin'ny fizarana rojo malefaka sy mafy, dia ampahany kely ihany no ester amino asidra, ka mety tsy mety ny miantso azy ireo polyurethane.Amin'ny heviny malalaka, ny polyurethane dia additive amin'ny isocyanate.
Ny karazana isocyanates samihafa dia mihetsika amin'ny kapoaly polyhydroxy mba hamoronana rafitra polyurethane isan-karazany, ka mahazo fitaovana polymère manana toetra samihafa, toy ny plastika, fingotra, coatings, fibre, adhesives, sns.
Ny fingotra polyurethane dia an'ny karazana fingotra manokana, izay vita amin'ny fametahana polyether na polyester miaraka amin'ny isocyanate.Misy karazany maro noho ny karazana akora samihafa, ny toetry ny fanehoan-kevitra, ary ny fomba fifamatorana.Avy amin'ny fomba fijery rafitra simika, misy karazana polyester sy polyether, ary avy amin'ny fomba fijery fomba fanodinana dia misy karazany telo: karazana fampifangaroana, karazana fanariana ary karazana thermoplastic.
Ny fingotra polyurethane synthetic amin'ny ankapobeny dia atambatra amin'ny alàlan'ny fihetsika polyester linear na polyether miaraka amin'ny diisocyanate mba hamoronana prepolymer molekiola ambany, izay iharan'ny fanehoan-kevitry ny fanitarana rojo mba hamoronana polymer molekiola avo lenta.Avy eo dia ampiana sy hafanaina mba hanasitranana azy io, ka lasa fingotra vulcanized.Ity fomba ity dia antsoina hoe prepolymerization na fomba roa dingana.
Azo atao ihany koa ny mampiasa fomba dingana iray - ny fampifangaroana mivantana ny polyester na polyether linear miaraka amin'ny diisocyanates, mpanelanelana rojo, ary mpanodina crosslinks mba hanombohana fanehoan-kevitra sy hamokatra fingotra polyurethane.
Ny A-segment amin'ny molekiola TPU dia mahatonga ny rojo macromolecular mora mihodina, manome fingotra polyurethane amin'ny elasticité tsara, mampihena ny teboka manalefaka sy ny teboka tetezamita faharoa amin'ny polymère, ary mampihena ny hamafin'ny sy ny hery mekanika.Ny fizarana B dia hamatotra ny fihodinan'ny rojo macromolecular, ka hampitombo ny teboka manalefaka sy ny teboka tetezamita faharoa amin'ny polymère, ka mampitombo ny hamafin'ny hery sy ny hery mekanika, ary ny fihenan'ny elasticité.Amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny tahan'ny molar eo anelanelan'ny A sy B, dia azo amboarina ireo TPU manana toetra mekanika samihafa.Ny firafitry ny fifamatorana amin'ny TPU dia tsy tokony handinika fotsiny ny fifamatorana voalohany, fa koa ny fifamatorana faharoa nateraky ny fifamatorana hidrozenina eo amin'ny molekiola.Ny fatorana mifamatotra voalohany amin'ny polyurethane dia tsy mitovy amin'ny firafitry ny vulcanization amin'ny fingotra hydroxyl.Ny vondrona amino ester, vondrona biuret, vondrona urea formate ary vondrona miasa hafa dia voalamina ao amin'ny fizarana rojo henjana tsy tapaka sy mivelatra, ka miteraka firafitry ny tambajotra tsy tapaka, izay manana fanoherana tsara sy fananana tsara hafa.Faharoa, noho ny fisian'ny vondrona miasa maro be mitambatra toy ny urea na carbamate vondrona ao amin'ny polyurethane fingotra, hydrogène fatorana miforona eo amin'ny molekiola rojo dia manana hery ambony, ary ny faharoa crosslinking fatorana niforona ny hydrogène fatorana ihany koa ny fiantraikany lehibe eo amin'ny fananan'ny. polyurethane fingotra.Ny fifamatorana faharoa dia ahafahan'ny fingotra polyurethane hanana ny toetran'ny elastomer thermosetting amin'ny lafiny iray, ary amin'ny lafiny iray, io fifamatorana io dia tsy tena mifamatotra, ka mahatonga azy io ho fifandraisana virtoaly.Miankina amin'ny maripana ny toetry ny fifamatorana.Rehefa mihamitombo ny maripana dia mihamalemy sy manjavona tsikelikely io fifamatorana mifamatotra io.Ny polymère dia manana fluidity ary azo iharan'ny fanodinana thermoplastic.Rehefa mihena ny maripana dia miverina tsikelikely ary miforona indray io fifamatorana io.Ny fanampin'ny famenoana kely dia mampitombo ny elanelana misy eo amin'ny molekiola, mampihena ny fahafahana mamorona fifamatorana hidrozenina eo amin'ny molekiola, ary mitarika amin'ny fihenan'ny hery.Ny fikarohana dia naneho fa ny filaharan'ny fahamarinan'ny vondrona miasa isan-karazany amin'ny fingotra polyurethane manomboka amin'ny avo ka hatrany ambany dia: ester, etera, urea, carbamate, ary biuret.Mandritra ny fizotry ny fahanterana amin'ny fingotra polyurethane, ny dingana voalohany dia ny famotehana ny fifamatorana mifamatotra eo amin'ny biuret sy ny urea, arahin'ny fanapahana ny fatorana karbamate sy ny urea, izany hoe ny fatorana lehibe indrindra.
01 Fanalefahana
Ny elastomera polyurethane, toy ny fitaovana polymère maro, dia mihalefaka amin'ny hafanana ambony ary miova avy amin'ny elastika mankany amin'ny toetry ny fikorianan'ny viscous, izay miteraka fihenam-bidy haingana amin'ny hery mekanika.Amin'ny fomba fijery simika, ny mari-pana manalefaka ny elasticité dia miankina indrindra amin'ny anton-javatra toy ny firafitry ny simika, ny lanjan'ny molekiola, ary ny hakitroky ny fifamatorana.
Amin'ny ankapobeny, ny fampitomboana ny lanjan'ny molekiola havanana, ny fampitomboana ny hamafin'ny ampahany mafy (toy ny fampidirana peratra benzene ao amin'ny molekiola) sy ny votoatin'ny ampahany mafy, ary ny fampitomboana ny hakitroky ny crosslinking dia mahasoa rehetra amin'ny fampitomboana ny hafanana manalefaka.Ho an'ny elastomer thermoplastic, ny firafitry ny molekiola dia tena tsipika, ary mitombo koa ny mari-pana malefaka amin'ny elastomer rehefa mitombo ny lanjan'ny molekiola.
Ho an'ny elastomer polyurethane mifamatotra, ny hakitroky ny fifamatorana dia misy fiantraikany lehibe kokoa noho ny lanjan'ny molekiola.Noho izany, rehefa manamboatra elastomers, ny fampitomboana ny fiasan'ny isocyanates na ny polyols dia afaka mamorona rafitra mampifandray simika simika simika amin'ny sasany amin'ireo molekiola elastika, na mampiasa ny tahan'ny isocyanate be loatra mba hamoronana rafitra mampifandray isocyanate miorina amin'ny vatana elastika. fitaovana mahery vaika hanatsarana ny fanoherana ny hafanana, ny fanoherana ny solvent ary ny tanjaky ny elastomer.
Rehefa PPDI (p-phenyldiisocyanate) dia ampiasaina ho akora, noho ny fifandraisana mivantana amin'ny vondrona isocyanate roa amin'ny peratra benzene, ny ampahany mafy niforona dia manana ambony benzene peratra afa-po, izay manatsara ny rigidity ny ampahany mafy ary dia toy izany no mampitombo. ny hafanana fanoherana ny elastomer.
Avy amin'ny fomba fijery ara-batana, ny hafanana malefaka amin'ny elastomers dia miankina amin'ny haavon'ny fisarahana microphase.Araka ny tatitra, ny mari-pana manalefaka ny elastomers izay tsy mandalo microphase fisarahana dia ambany dia ambany, miaraka amin'ny fanodinana hafanan'ny tokony ho 70 ℃, raha elastomers izay mandalo microphase fisarahana dia mety hahatratra 130-150 ℃.Noho izany, ny fampitomboana ny haavon'ny fisarahana microphase amin'ny elastomers dia iray amin'ireo fomba mahomby hanatsarana ny fanoherana ny hafanana.
Ny haavon'ny fisarahan'ny microphase amin'ny elastomers dia azo hatsaraina amin'ny alàlan'ny fanovana ny fizarana lanjan'ny molekiola amin'ny fizarana rojo sy ny votoatin'ny fizarana rojo henjana, ka manatsara ny fanoherana ny hafanana.Ny ankamaroan'ny mpikaroka dia mino fa ny anton'ny fisarahan'ny microphase amin'ny polyurethane dia ny tsy fitovian'ny thermodynamika eo amin'ny ampahany malefaka sy mafy.Ny karazana rojo extender, ny ampahany mafy sy ny atiny, ny karazana fizarana malefaka ary ny fatorana hydrogen dia misy fiantraikany lehibe amin'izany.
Raha ampitahaina amin'ny diol rojo extenders, diamine rojo extenders toy ny MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) sy DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) mamorona polar kokoa amino ester vondrona ao amin'ny elastomers, ary bebe kokoa ny hidrôzenina fatorana afaka. miforona eo anelanelan'ny ampahany mafy, mampitombo ny fifandraisana eo amin'ny ampahany mafy ary manatsara ny haavon'ny fisarahana microphase amin'ny elastomers;Ny fanitarana rojo aromatika symmetrika toy ny p, p-dihydroquinone, ary hydroquinone dia mahasoa amin'ny normalization sy ny famenoana mafy ny ampahany mafy, ka manatsara ny fisarahan'ny microphase ny vokatra.
Ny ampahany amino estera noforonin'ny isocyanates aliphatic dia mifanaraka tsara amin'ny ampahany malefaka, ka mahatonga ny ampahany sarotra kokoa levona ao amin'ny faritra malefaka, mampihena ny haavon'ny fisarahana microphase.Ny ampahany amino estera noforonin'ny isocyanates aromatika dia tsy mifanaraka amin'ny ampahany malefaka, raha avo kokoa ny haavon'ny fisarahana microphase.Ny polyolefin polyurethane dia manana rafitra fisarahana microphase saika feno noho ny zava-misy fa ny ampahany malefaka dia tsy mamorona fatorana hydrogène ary ny fatorana hydrogène dia mety hitranga amin'ny ampahany mafy.
Ny fiantraikan'ny fatorana hidrôzenina amin'ny teboka manalefaka ny elastomers dia manan-danja ihany koa.Na dia polyethers sy carbonyl ao amin'ny fizarana malefaka aza dia afaka mamorona fatorana hidrozenina be dia be miaraka amin'ny NH ao amin'ny ampahany mafy, mampitombo ny mari-pana malefaka amin'ny elastomer ihany koa izany.Nohamafisina fa mbola mitazona 40% amin'ny 200 ℃ ny fatorana hydrogen.
02 Fanimbana ny hafanana
Ny vondrona amino estera dia mandalo amin'ny fahapotehana manaraka amin'ny hafanana ambony:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2
- RNHCOOR – RNHR CO2
Misy endrika telo lehibe amin'ny fanimbana mafana ny fitaovana mifototra amin'ny polyurethane:
① Mamorona isocyanates sy polyols tany am-boalohany;
② α— Tapaka ny fatorana oksizenina eo amin'ny fototra CH2 ary mitambatra amin'ny fifamatorana hidrôzenina iray amin'ny CH2 faharoa mba hamorona asidra amine sy alkène.Ny asidra amino dia mivadika ho amine voalohany sy gazy karbonika:
③ Amine faharoa 1 sy gazy karbonika.
Fanimbana mafana ny rafitra karbamate:
Aryl NHCO Aryl,~120 ℃;
N-alkyl-NHCO-aryl, ~ 180 ℃;
Aryl NHCO n-alkyl,~200 ℃;
N-alkyl-NHCO-n-alkyl,~250 ℃.
Ny fahamarinan-toerana mafana amin'ny ester amino asidra dia mifandraika amin'ny karazana fitaovana fanombohana toy ny isocyanates sy polyols.Ny isocyanate alifatika dia ambony noho ny isocyanate aromatika, raha ny alikaola matavy kosa dia ambony noho ny alikaola aromatika.Na izany aza, ny literatiora dia mitatitra fa ny mari-pana amin'ny fahapotehan'ny alifatika amino estera dia eo anelanelan'ny 160-180 ℃, ary ny an'ny estera asidra amine aromatika dia eo anelanelan'ny 180-200 ℃, izay tsy mifanaraka amin'ny angona etsy ambony.Ny antony dia mety mifandray amin'ny fomba fitsapana.
Raha ny marina, ny aliphatic CHDI (1,4-cyclohexane diisocyanate) sy HDI (hexamethylene diisocyanate) dia manana fanoherana hafanana tsara kokoa noho ny MDI sy TDI aromatika mahazatra.Indrindra fa ny trans CHDI miaraka amin'ny rafitra symmetrical dia nekena ho isocyanate mahatohitra hafanana indrindra.Ny elastomers polyurethane voaomana avy amin'izany dia manana processability tsara, fanoherana hydrolysis tsara, hafanana manalefaka avo, hafanana fiovan'ny vera ambany, hysteresis mafana ambany ary fanoherana UV avo.
Ankoatra ny vondrona amino ester, polyurethane elastomers manana vondrona miasa hafa toy ny urea formate, biuret, urea, sns.
NHCONCOO – (aliphatic urea formate), 85-105 ℃;
- NHCONCOO - (formate urea aromatika), amin'ny hafanana 1-120 ℃;
- NHCONCONH – (aliphatic biuret), amin'ny mari-pana manomboka amin'ny 10 ° C hatramin'ny 110 ° C;
NHCONCONH – (biuret aromatika), 115-125 ℃;
NHCONH – (urea alifatika), 140-180 ℃;
- NHCONH – (urea manitra), 160-200 ℃;
Isocyanurate peratra> 270 ℃.
Ny mari-pana amin'ny fahapotehan'ny hafanana amin'ny biuret sy ny formate mifototra amin'ny urea dia ambany lavitra noho ny an'ny aminoformate sy ny urea, raha ny isocyanurate kosa no manana ny fahamarinan-toerana mafana indrindra.Ao amin'ny famokarana elastomers, isocyanates be loatra dia afaka mihetsika bebe kokoa amin'ny miforona aminoformate sy ny urea mba hamorona urea mifototra amin'ny formate sy biuret cross-linked rafitra.Na dia afaka manatsara ny toetra mekanika amin'ny elastomer aza izy ireo, dia tena tsy miorina amin'ny hafanana izy ireo.
Mba hampihenana ny vondrona mafana tsy marin-toerana toy ny biuret sy urea formate amin'ny elastomers, dia ilaina ny mandinika ny akora sy ny dingana famokarana.Ny tahan'ny isocyanate tafahoatra dia tokony hampiasaina, ary ny fomba hafa dia tokony hampiasaina araka izay tratra mba hamoronana peratra isocyanate ampahany amin'ny akora fototra (indrindra indrindra isocyanates, polyols, ary rojo extenders), ary avy eo dia hampiditra azy ireo ao amin'ny elastomer araka ny dingana ara-dalàna.Izany no lasa fomba fampiasa matetika indrindra amin'ny famokarana elastomer polyurethane mahatohitra hafanana sy lelafo.
03 Hydrolysis sy ny oxidation mafana
Ny elastomer polyurethane dia mora simba amin'ny hafanana amin'ny ampahany mafy sy ny fiovan'ny simika mifanaraka amin'ny ampahany malefaka amin'ny hafanana avo.Ny elastomer polyester dia manana fanoherana rano ratsy ary fironana mahery vaika kokoa amin'ny hydrolyze amin'ny hafanana ambony.Ny fiainana serivisy polyester / TDI / diamine dia mety hahatratra 4-5 volana amin'ny 50 ℃, tapa-bolana monja amin'ny 70 ℃, ary andro vitsivitsy monja mihoatra ny 100 ℃.Ny fatoran'ny estera dia mety ho levona ho asidra sy alikaola mifanaraka amin'izany rehefa tratran'ny rano mafana sy ny etona, ary ny vondrona urea sy amino estera ao amin'ny elastomera dia mety hiharan'ny fanehoan-kevitra hydrolyse:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
Toaka ester
Iray RNHCONHR iray H20- → RXHCOOH H2NR -
Ureamide
Iray RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
Amino formate ester Amino formate alcohol
Ny elastomera miorina amin'ny polyether dia manana fahatoniana ara-panatanjahan-tena mahantra, ary ny elastomera mifototra amin'ny etera α- Ny hidrôzenina ao amin'ny atoma karbônina dia mora voahidy, mamorona peroxyde hydrogène.Aorian'ny fahapotehana sy fizarazarana bebe kokoa, dia miteraka radika oksida sy radika hydroxyl izy, izay mivadika ho formates na aldehydes amin'ny farany.
Ny polyester samihafa dia manana fiantraikany kely amin'ny fanoherana ny hafanana amin'ny elastomers, fa ny polyester samihafa dia manana fiantraikany manokana.Raha ampitahaina amin'ny TDI-MOCA-PTMEG, ny TDI-MOCA-PTMEG dia manana taham-pihazonana tanjaky ny 44% sy 60% rehefa antitra amin'ny 121 ℃ mandritra ny 7 andro, ary ny farany dia tsara kokoa noho ny taloha.Ny antony dia mety ho ny molekiola PPG dia manana rojo sampana, izay tsy mifanaraka amin'ny fandaminana tsy tapaka ny molekiola elastika ary mampihena ny fanoherana ny hafanana amin'ny vatana elastika.Ny filaharan'ny fanamafisana ny hafanana amin'ny polyeter dia: PTMEG> PEG> PPG.
Ny vondrona miasa hafa ao amin'ny elastomer polyurethane, toy ny urea sy karbamate, dia mandalo oxidation sy hydrolysis.Na izany aza, ny vondrona etera no mora oxidized indrindra, raha ny vondrona ester no mora indrindra hydrolyzed.Ny filaharan'ny fanoherana antioxidant sy hydrolysis azy ireo dia:
Ny asan'ny antioxidant: ester>urea>carbamate>etera;
Hydrolysis fanoherana: ester
Mba hanatsarana ny fanoherana ny oxidation ny polyether polyurethane sy ny hydrolysis fanoherana ny polyester polyurethane, additives koa nanampy, toy ny manampy 1% phenolic antioxidant Irganox1010 ho PTMEG polyether elastomer.Ny tanjaky ny elastomer dia azo ampitomboina in-3-5 raha oharina amin'ny tsy misy antioxidants (vokatry ny fitsapana taorian'ny fahanterana tamin'ny 1500C nandritra ny 168 ora).Saingy tsy ny antioxidant rehetra dia misy fiantraikany amin'ny elastomers polyurethane, ny phenolic 1rganox 1010 sy TopanOl051 ihany (antioxidant phenolic, ny stabilizer amin'ny hazavana amine voasakana, ny complex benzotriazole) dia manana fiantraikany lehibe, ary ny voalohany no tsara indrindra, angamba satria ny antioxidant phenolic dia mifanaraka tsara amin'ny elastomers.Na izany aza, noho ny anjara asan'ny vondrona hydroxyl phenolic amin'ny rafitra fanamafisana ny antioxidant phenolic, mba hisorohana ny fanehoan-kevitra sy ny "tsy fahombiazana" amin'ity vondrona hydroxyl fenol ity miaraka amin'ny vondrona isocyanate ao amin'ny rafitra, ny tahan'ny isocyanates amin'ny polyols dia tsy tokony ho lehibe loatra, ary tsy maintsy ampiana antioxidants ny prepolymers sy ny rojo extenders.Raha ampiana mandritra ny famokarana prepolymers, dia hisy fiantraikany be amin'ny vokatry ny stabilization.
Ny additives ampiasaina amin'ny fisorohana ny hydrolysis ny polyester polyurethane elastomers dia tena carbodiimide karbaona, izay mamaly amin'ny carboxylic asidra novokarin'ny ester hydrolysis amin'ny polyurethane elastomer molekiola mba hiteraka acyl urea derivatives, hisorohana ny hydrolysis bebe kokoa.Ny fampidirana carbodiimide amin'ny ampahany betsaka amin'ny 2% hatramin'ny 5% dia mety hampitombo ny fahamarinan'ny rano amin'ny polyurethane in-2-4.Ankoatr'izay, ny tert butyl catechol, hexamethylenetetramine, azodicarbonamide, sns dia manana fiantraikany manohitra ny hydrolysis sasany.
04 Toetran'ny zava-bita lehibe
Ny elastomer polyurethane dia copolymers multi-bloc mahazatra, misy rojo molekiola misy fizarana azo esorina miaraka amin'ny mari-pana fiovan'ny vera ambany noho ny mari-pana amin'ny efitrano ary ampahany henjana miaraka amin'ny mari-pana fiovan'ny vera ambony noho ny mari-pana.Ao anatin'izany, ny polyols oligomeric dia mamorona fizarana azo esorina, raha ny diisocyanates sy ny mpanelanelana rojo molekiola kely dia mamorona fizarana henjana.Ny firafitry ny fizarana rojo malefaka sy henjana dia mamaritra ny fahombiazany manokana:
(1) Ny hamafin'ny fingotra mahazatra amin'ny ankapobeny dia eo anelanelan'ny Shaoer A20-A90, raha ny hamafin'ny plastika kosa dia momba ny Shaoer A95 Shaoer D100.Ny elastomer polyurethane dia mety hahatratra ny ambany indrindra amin'ny Shaoer A10 sy ny haavon'ny Shaoer D85, tsy mila fanampiana feno;
(2) Ny hery ambony sy ny elasticité dia mbola azo tazonina ao anatin'ny hamafin'ny isan-karazany;
(3) Fingotra tsara indrindra, 2-10 heny noho ny fingotra voajanahary;
4) Tena mahatohitra rano sy menaka ary zavatra simika;
(5) Ny fanoherana avo lenta, ny fanoherana ny harerahana, ary ny fanoherana ny vibration, mety amin'ny fampiharana miondrika matetika;
(6) Tsara ambany-mari-pana fanoherana, amin'ny mari-pana ambany brittleness ambany -30 ℃ na -70 ℃;
(7) Manana fampisehoana insulation tsara izy, ary noho ny conductivity mafana ambany, dia manana fiantraikany tsara kokoa noho ny fingotra sy plastika;
(8) tsara biocompatibility sy anticoagulant fananana;
(9) Insulation elektrika tsara, fanoherana ny bobongolo ary ny fahamarinan-toerana UV.
Ny elastomer polyurethane dia azo amboarina amin'ny fomba mitovy amin'ny fingotra mahazatra, toy ny plastika, fampifangaroana ary vulcanization.Azo amboarina amin'ny endrika fingotra rano koa izy ireo amin'ny fandatsahana, fametahana centrifugal, na famafazana.Azo atao koa izy ireo ho fitaovana granular ary amboarina amin'ny fampiasana tsindrona, extrusion, rolling, blow moulding, ary dingana hafa.Amin'izany fomba izany, tsy vitan'ny hoe manatsara ny fahombiazan'ny asa izany, fa manatsara ny fahamendrehana sy ny endriky ny vokatra.
Fotoana fandefasana: Dec-05-2023