පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර්වල තාප ස්ථායීතාවය සහ වැඩිදියුණු කිරීමේ පියවර

ඊනියාපොලියුරේටීන්යනු පොලියුරේටනේ සංක්ෂිප්තය වන අතර එය පොලිසොසයනේට් සහ පොලියෝල් වල ප්‍රතික්‍රියාව මගින් සාදනු ලබන අතර අණුක දාමයේ නැවත නැවත නැවතත් ඇමයිනෝ එස්ටර කාණ්ඩ (- NH-CO-O -) අඩංගු වේ. සැබෑ සංස්ලේෂණය කරන ලද පොලියුරේටීන් ෙරසින්වල, ඇමයිනෝ එස්ටර කාණ්ඩයට අමතරව, යූරියා සහ බියුරෙට් වැනි කණ්ඩායම් ද ඇත. Polyols "මෘදු දාම කොටස්" ලෙස හඳුන්වන අතර, polyisocyanates "දෘඩ දාම කොටස්" ලෙස හඳුන්වන අතර, අවසානයේ හයිඩ්‍රොක්සිල් කාණ්ඩ සහිත දිගු දාම අණු අයත් වේ.
මෘදු හා දෘඩ දාම කොටස් මගින් ජනනය වන පොලියුරේතන් දුම්මල අතර ඇමයිනෝ අම්ල එස්ටර කුඩා ප්‍රතිශතයක් පමණක් වන බැවින් ඒවා පොලියුරේටීන් ලෙස හැඳින්වීම සුදුසු නොවිය හැක. පුළුල් අර්ථයකින්, පොලියුරේටීන් යනු isocyanate හි ආකලනයකි.
විවිධ වර්ගයේ අයිසොසයනේට් බහු හයිඩ්‍රොක්සි සංයෝග සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර පොලියුරේටනේ විවිධ ව්‍යුහයන් ජනනය කරයි.
පොලියුරේටීන් රබර් විශේෂ රබර් වර්ගයකට අයත් වන අතර එය පොලියෙතර් හෝ පොලියෙස්ටර් අයිසොසයනේට් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සෑදී ඇත. විවිධ වර්ගවල අමුද්‍රව්‍ය, ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් සහ හරස් සම්බන්ධතා ක්‍රම හේතුවෙන් බොහෝ ප්‍රභේද ඇත. රසායනික ව්‍යුහයේ දෘෂ්ටිකෝණයකින්, පොලියෙස්ටර් සහ පොලියෙතර් වර්ග ඇති අතර, සැකසුම් ක්‍රම දෘෂ්ටිකෝණයෙන් වර්ග තුනක් ඇත: මිශ්‍ර වර්ගය, වාත්තු වර්ගය සහ තාප ප්ලාස්ටික් වර්ගය.
සින්තටික් පොලියුරේතන් රබර් සාමාන්‍යයෙන් සංශ්ලේෂණය කරනු ලබන්නේ රේඛීය පොලියෙස්ටර් හෝ පොලියෙතර් ඩයිසොසයනේට් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් අඩු අණුක බර ප්‍රිපොලිමරයක් සාදනු ලබන අතර පසුව එය ඉහළ අණුක බර බහුඅවයවයක් ජනනය කිරීම සඳහා දාම දිගු ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වේ. ඉන්පසුව, එය සුව කිරීම සඳහා සුදුසු හරස් සම්බන්ධක කාරක එකතු කර රත් කර වල්කනීකරණය කරන ලද රබර් බවට පත්වේ. මෙම ක්රමය prepolymerization හෝ ද්වි-පියවර ක්රමය ලෙස හැඳින්වේ.
ප්‍රතික්‍රියාවක් ආරම්භ කිරීමට සහ පොලියුරේතන් රබර් ජනනය කිරීමට ඩයිසොසයනේට්, දාම විස්තාරක සහ හරස් සම්බන්ධක කාරක සමඟ රේඛීය පොලියෙස්ටර් හෝ පොලියෙතර් සෘජුවම මිශ්‍ර කිරීම - එක්-පියවර ක්‍රමයක් භාවිතා කිරීමට ද හැකිය.
TPU අණු වල A-ඛණ්ඩය මගින් සාර්ව අණුක දාම භ්‍රමණය වීම පහසු කරයි, පොලියුරේතන් රබර් හොඳ ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයක් ලබා දෙයි, බහුඅවයවයේ මෘදුකාරක ලක්ෂ්‍යය සහ ද්විතියික සංක්‍රාන්ති ලක්ෂ්‍යය අඩු කරයි, සහ එහි දෘඪතාව සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය අඩු කරයි. B-කොටස මගින් සාර්ව අණුක දාමවල භ්‍රමණය බන්ධනය වන අතර, බහු අවයවකයේ මෘදුකාරක ලක්ෂ්‍යය සහ ද්විතියික සංක්‍රාන්ති ලක්ෂ්‍යය වැඩි වීම, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස දෘඪතාව සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය වැඩි වීම සහ ප්‍රත්‍යාස්ථතාව අඩු වීම සිදුවේ. A සහ B අතර මවුල අනුපාතය සකස් කිරීමෙන් විවිධ යාන්ත්‍රික ගුණ ඇති TPU නිපදවිය හැක. TPU හි හරස් සම්බන්ධක ව්‍යුහය ප්‍රාථමික හරස් සම්බන්ධ කිරීම පමණක් නොව, අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මගින් සෑදෙන ද්විතියික හරස් සම්බන්ධ කිරීම ද සලකා බැලිය යුතුය. පොලියුරේටනේ ප්‍රාථමික හරස් සම්බන්ධක බන්ධනය හයිඩ්‍රොක්සිල් රබර් වල වල්කනීකරණ ව්‍යුහයට වඩා වෙනස් වේ. එහි ඇමයිනෝ එස්ටර කණ්ඩායම, බියුරෙට් කණ්ඩායම, යූරියා ෆෝමේට් කණ්ඩායම සහ අනෙකුත් ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් නිත්‍ය හා පරතරය සහිත දෘඩ දාම කොටසක සකස් කර ඇති අතර එමඟින් රබර් වල නිත්‍ය ජාල ව්‍යුහයක් ඇති වන අතර එය විශිෂ්ට ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධයක් සහ අනෙකුත් විශිෂ්ට ගුණාංග ඇත. දෙවනුව, පොලියුරේටීන් රබර්වල යූරියා හෝ කාබමේට් කාණ්ඩ වැනි ඉතා ඒකාබද්ධ ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් රාශියක් තිබීම නිසා අණුක දාම අතර සෑදෙන හයිඩ්‍රජන් බන්ධනවලට ඉහළ ශක්තියක් ඇති අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මගින් සෑදෙන ද්විතියික හරස් සම්බන්ධක බන්ධන ද එහි ගුණාංග කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි. පොලියුරේටීන් රබර්. ද්විතීයික හරස් සම්බන්ධ කිරීම මඟින් පොලියුරේටීන් රබර්වලට තාප සැකසුම් ඉලාස්ටෝමර්වල ලක්ෂණ එක් අතකින් ලබා ගත හැකි අතර අනෙක් අතට, මෙම හරස් සම්බන්ධ කිරීම සත්‍ය වශයෙන්ම හරස් සම්බන්ධකයක් නොවන අතර එය අතථ්‍ය හරස් සම්බන්ධකයක් බවට පත් කරයි. හරස් සම්බන්ධක තත්ත්වය උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී. උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, මෙම හරස් සම්බන්ධ කිරීම ක්රමයෙන් දුර්වල වී අතුරුදහන් වේ. පොලිමර් යම් ද්රවශීලතාවයක් ඇති අතර එය තාප ප්ලාස්ටික් සැකසීමට ලක් කළ හැක. උෂ්ණත්වය අඩු වන විට, මෙම හරස් සම්බන්ධ කිරීම ක්රමයෙන් යථා තත්ත්වයට පත් වී නැවත සාදයි. ෆිලර් කුඩා ප්රමාණයක් එකතු කිරීම අණු අතර දුර ප්රමාණය වැඩි කරයි, අණු අතර හයිඩ්රජන් බන්ධන සෑදීමේ හැකියාව දුර්වල කරයි, සහ ශක්තියේ තියුණු අඩුවීමක් ඇති කරයි. පර්යේෂණයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ පොලියුරේටීන් රබර්වල විවිධ ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම්වල ස්ථායීතාවයේ අනුපිළිවෙල ඉහළ සිට පහළට ය: එස්ටර, ඊතර්, යූරියා, කාබමේට් සහ බියුරෙට්. පොලියුරේටීන් රබර් වයසට යාමේ ක්‍රියාවලියේදී, පළමු පියවර වන්නේ බියුරෙට් සහ යූරියා අතර හරස් සම්බන්ධක බන්ධන බිඳ දැමීමයි, පසුව කාබමේට් සහ යූරියා බන්ධන බිඳීම, එනම් ප්‍රධාන දාමය බිඳීමයි.
01 මෘදු කිරීම
පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර්, බොහෝ බහු අවයවික ද්‍රව්‍ය මෙන්, ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී මෘදු වන අතර ප්‍රත්‍යාස්ථ තත්වයේ සිට දුස්ස්රාවී ප්‍රවාහ තත්වයට සංක්‍රමණය වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස යාන්ත්‍රික ශක්තිය වේගයෙන් අඩු වේ. රසායනික දෘෂ්ටිකෝණයකින්, ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයේ මෘදුකාරක උෂ්ණත්වය ප්‍රධාන වශයෙන් එහි රසායනික සංයුතිය, සාපේක්ෂ අණුක බර සහ හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වය වැනි සාධක මත රඳා පවතී.
සාමාන්‍යයෙන් කථා කරන විට, සාපේක්ෂ අණුක බර වැඩි කිරීම, දෘඩ කොටසෙහි දෘඪතාව වැඩි කිරීම (අණුව තුළට බෙන්සීන් වළල්ලක් හඳුන්වා දීම වැනි) සහ දෘඩ කොටසෙහි අන්තර්ගතය සහ හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වය වැඩි කිරීම මෘදු උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීම සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වේ. තාප ප්ලාස්ටික් ඉලාස්ටෝමර් සඳහා, අණුක ව්යුහය ප්රධාන වශයෙන් රේඛීය වන අතර, සාපේක්ෂ අණුක බර වැඩි වන විට ඉලාස්ටෝමරයේ මෘදුකාරක උෂ්ණත්වය ද වැඩි වේ.
හරස් සම්බන්ධිත පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් සඳහා, හරස් සම්බන්ධක ඝනත්වය සාපේක්ෂ අණුක බරට වඩා වැඩි බලපෑමක් ඇති කරයි. එබැවින්, ඉලාස්ටෝමර් නිෂ්පාදනය කරන විට, අයිසොසයනේට් හෝ පොලියෝල්වල ක්‍රියාකාරීත්වය වැඩි කිරීමෙන් සමහර ප්‍රත්‍යාස්ථ අණුවල තාප ස්ථායී ජාල රසායනික හරස් සම්බන්ධක ව්‍යුහයක් සෑදිය හැකිය, නැතහොත් අධික අයිසොසයනේට් අනුපාත භාවිතයෙන් ප්‍රත්‍යාස්ථ ශරීරය තුළ ස්ථායී අයිසොසයනේට් හරස් සම්බන්ධක ව්‍යුහයක් සෑදිය හැකිය. ඉලාස්ටෝමරයේ තාප ප්‍රතිරෝධය, ද්‍රාවක ප්‍රතිරෝධය සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ප්‍රබල මාධ්‍යයකි.
PPDI (p-phenyldiisocyanate) අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරන විට, බෙන්සීන් වළල්ලට isocyanate කාණ්ඩ දෙකක් සෘජුවම සම්බන්ධ වීම හේතුවෙන්, සාදන ලද දෘඩ කොටසෙහි ඉහළ බෙන්සීන් මුදු අන්තර්ගතයක් ඇති අතර, එය දෘඩ කොටසෙහි දෘඩතාව වැඩි දියුණු කරයි. ඉලාස්ටෝමරයේ තාප ප්රතිරෝධය.
භෞතික දෘෂ්ටිකෝණයකින්, ඉලාස්ටෝමර්වල මෘදුකාරක උෂ්ණත්වය මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීමේ ප්‍රමාණය මත රඳා පවතී. වාර්තා වලට අනුව, මයික්‍රොෆේස් වෙන්වීමකට ලක් නොවන ඉලාස්ටෝමර්වල මෘදුකාරක උෂ්ණත්වය ඉතා අඩු වන අතර සැකසුම් උෂ්ණත්වය 70 ℃ පමණ වන අතර මයික්‍රෝෆේස් වෙන් කිරීමකට භාජනය වන ඉලාස්ටෝමර් 130-150 ℃ දක්වා ළඟා විය හැකිය. එබැවින්, ඉලාස්ටෝමර්වල මයික්රොෆේස් වෙන් කිරීමේ උපාධිය වැඩි කිරීම ඔවුන්ගේ තාප ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්රමවලින් එකකි.
දාම කොටස්වල සාපේක්ෂ අණුක බර ව්‍යාප්තිය සහ දෘඩ දාම කොටස්වල අන්තර්ගතය වෙනස් කිරීමෙන් ඉලාස්ටෝමර්වල මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීමේ උපාධිය වැඩිදියුණු කළ හැකි අතර එමඟින් ඒවායේ තාප ප්‍රතිරෝධය වැඩි වේ. බොහෝ පර්යේෂකයන් විශ්වාස කරන්නේ පොලියුරේටනේ මයික්රොෆේස් වෙන් කිරීම සඳහා හේතුව මෘදු හා දෘඩ කොටස් අතර තාප ගතික නොගැලපීමයි. දාම විස්තාරකයේ වර්ගය, දෘඩ කොටස සහ එහි අන්තර්ගතය, මෘදු කොටස් වර්ගය සහ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සියල්ල එයට සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි.
ඩයොල් දාම විස්තාරක සමඟ සසඳන විට, MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) සහ DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) වැනි ඩයමයින් දාම විස්තාරක ඉලාස්ටෝමර්වල වැඩි ධ්‍රැවීය ඇමයිනෝ එස්ටර කාණ්ඩ සාදයි, සහ තවත් හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදිය හැක. දෘඪ කොටස් අතර පිහිටුවා, දෘඪ කොටස් අතර අන්තර්ක්රියා වැඩි කිරීම සහ උපාධිය වැඩි දියුණු කිරීම ඉලාස්ටෝමර්වල මයික්රොෆේස් වෙන් කිරීම; p, p-dihydroquinone සහ hydroquinone වැනි සමමිතික ඇරෝමැටික දාම විස්තාරක දෘඩ කොටස් සාමාන්‍යකරණය සහ තදින් ඇසුරුම් කිරීම සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වන අතර එමඟින් නිෂ්පාදනවල මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීම වැඩි දියුණු කරයි.
aliphatic isocyanates මගින් සාදන ලද ඇමයිනෝ එස්ටර කොටස් මෘදු කොටස් සමඟ හොඳ ගැළපීමක් ඇති අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මෘදු කොටස්වල වඩාත් දෘඩ කොටස් දිය වී මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීමේ මට්ටම අඩු කරයි. ඇරෝමැටික අයිසොසයනේට් මගින් සාදන ලද ඇමයිනෝ එස්ටර කොටස් මෘදු කොටස් සමඟ දුර්වල අනුකූලතාවයක් ඇති අතර මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීමේ ප්‍රමාණය වැඩි වේ. Polyolefin polyurethane මෘදු කොටස හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදෙන්නේ නැති නිසා සහ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ඇති විය හැක්කේ දෘඩ කොටසේ පමණක් වීම නිසා සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ මයික්‍රොෆේස් වෙන් කිරීමේ ව්‍යුහයක් ඇත.
ඉලාස්ටෝමර්වල මෘදුකාරක ලක්ෂ්‍යය මත හයිඩ්‍රජන් බන්ධනයේ බලපෑම ද සැලකිය යුතු ය. මෘදු කොටසෙහි ඇති පොලිතර් සහ කාබොනයිල් දෘඩ කොටසෙහි NH සමඟ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විශාල ප්‍රමාණයක් සෑදිය හැකි වුවද, එය ඉලාස්ටෝමර්වල මෘදුකාරක උෂ්ණත්වයද වැඩි කරයි. හයිඩ්‍රජන් බන්ධන තවමත් 200 ℃ හි 40%ක් රඳවා ගන්නා බව තහවුරු වී ඇත.
02 තාප වියෝජනය
ඇමයිනෝ එස්ටර කණ්ඩායම් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී පහත වියෝජනයට ලක් වේ:
- RNHCOOR - RNC0 HO-R
- RNHCOOR - RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR - RNHR CO2 ene
පොලියුරේටීන් මත පදනම් වූ ද්රව්යවල තාප වියෝජනයේ ප්රධාන ආකාර තුනක් තිබේ:
① මුල් අයිසොසයනේට් සහ පොලියෝල් සෑදීම;
② α— CH2 පාදයේ ඇති ඔක්සිජන් බන්ධනය බිඳී දෙවන CH2 හි එක් හයිඩ්‍රජන් බන්ධනයක් සමඟ සම්බන්ධ වී ඇමයිනෝ අම්ල සහ ඇල්කීන සාදයි. ඇමයිනෝ අම්ල එක් ප්‍රාථමික ඇමයින් සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් බවට වියෝජනය වේ:
③ ආකෘති 1 ද්විතියික ඇමයින් සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ්.
කාබමේට් ව්යුහයේ තාප වියෝජනය:
Aryl NHCO Aryl, ~ 120 ℃;
N-alkyl-NHCO-aryl, ~ 180 ℃;
Aryl NHCO n-alkyl, ~ 200 ℃;
N-alkyl-NHCO-n-alkyl,~250 ℃.
ඇමයිනෝ අම්ල එස්ටරවල තාප ස්ථායීතාවය අයිසොසයනේට් සහ පොලියෝල් වැනි ආරම්භක ද්රව්ය වර්ග වලට සම්බන්ධ වේ. Aliphatic isocyanates ඇරෝමැටික isocyanates වඩා වැඩි වන අතර මේද මධ්යසාර ඇරෝමැටික මධ්යසාර වඩා වැඩි වේ. කෙසේ වෙතත්, සාහිත්‍යය වාර්තා කරන්නේ ඇලිෆැටික් ඇමයිනෝ අම්ල එස්ටරවල තාප වියෝජන උෂ්ණත්වය 160-180 ℃ අතර වන අතර ඇරෝමැටික ඇමයිනෝ අම්ල එස්ටර 180-200 ℃ අතර වන අතර එය ඉහත දත්තවලට නොගැලපේ. හේතුව පරීක්ෂණ ක්රමයට සම්බන්ධ විය හැකිය.
ඇත්ත වශයෙන්ම, aliphatic CHDI (1,4-cyclohexane diisocyanate) සහ HDI (හෙක්සමෙතිලීන් ඩයිසොසයනට්) සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරන ඇරෝමැටික MDI සහ TDI වලට වඩා හොඳ තාප ප්රතිරෝධයක් ඇත. විශේෂයෙන්ම සමමිතික ව්‍යුහයක් සහිත ට්‍රාන්ස් CHDI වඩාත් තාප ප්‍රතිරෝධී isocyanate ලෙස හඳුනාගෙන ඇත. එයින් සකස් කරන ලද පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් හොඳ සැකසුම් හැකියාවක්, විශිෂ්ට ජල විච්ඡේදක ප්‍රතිරෝධයක්, ඉහළ මෘදුකාරක උෂ්ණත්වයක්, අඩු වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයක්, අඩු තාප හිස්ටරසිස් සහ ඉහළ පාරජම්බුල ප්‍රතිරෝධයක් ඇත.
ඇමයිනෝ එස්ටර කාණ්ඩයට අමතරව, පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර්වලට යූරියා ෆෝමේට්, බියුරෙට්, යූරියා වැනි වෙනත් ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් ද ඇත. මෙම කණ්ඩායම්වලට ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී තාප වියෝජනයට ලක් විය හැක:
NHCONCOO - (ඇලිෆැටික් යූරියා ආකෘතිය), 85-105 ℃;
- NHCONCOO - (ඇරෝමැටික යූරියා ආකෘතිය), 1-120 ℃ උෂ්ණත්ව පරාසයක;
- NHCONCONH - (ඇලිෆැටික් බියුරෙට්), 10 ° C සිට 110 ° C දක්වා උෂ්ණත්වයකදී;
NHCONCONH - (ඇරෝමැටික බියුරෙට්), 115-125 ℃;
NHCONH - (ඇලිෆැටික් යූරියා), 140-180 ℃;
- NHCONH - (ඇරෝමැටික යූරියා), 160-200 ℃;
Isocyanurate මුද්ද>270℃.
Biuret සහ යූරියා පදනම් වූ ආකෘතියේ තාප වියෝජන උෂ්ණත්වය ඇමයිනෝෆෝමේට් සහ යූරියා වලට වඩා බෙහෙවින් අඩු වන අතර isocyanurate හොඳම තාප ස්ථායීතාවය ඇත. ඉලාස්ටෝමර් නිපදවීමේදී, අධික ලෙස අයිසොසයනේට් සෑදෙන ඇමයිනොෆෝමේට් සහ යූරියා සමඟ තවදුරටත් ප්‍රතික්‍රියා කර යූරියා පදනම් කරගත් ෆෝමේට් සහ බයියුරෙට් හරස් සම්බන්ධිත ව්‍යුහයන් සෑදිය හැකිය. ඉලාස්ටෝමර්වල යාන්ත්රික ගුණ වැඩි දියුණු කළ හැකි වුවද, ඒවා උණුසුම් කිරීමට අතිශයින්ම අස්ථායී වේ.
ඉලාස්ටෝමර්වල ඇති බියුරෙට් සහ යූරියා ෆෝමේට් වැනි තාප අස්ථායී කාණ්ඩ අඩු කිරීම සඳහා, ඒවායේ අමුද්‍රව්‍ය අනුපාතය සහ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සලකා බැලීම අවශ්‍ය වේ. අධික isocyanate අනුපාත භාවිතා කළ යුතු අතර, අමුද්‍රව්‍යවල (ප්‍රධාන වශයෙන් isocyanates, polyols සහ chain extenders) අර්ධ අයිසොසයනේට් මුදු සෑදීමට හැකිතාක් වෙනත් ක්‍රම භාවිතා කළ යුතු අතර පසුව සාමාන්‍ය ක්‍රියාවලීන්ට අනුව ඒවා ඉලාස්ටෝමරයට හඳුන්වා දිය යුතුය. මෙය තාප ප්රතිරෝධක සහ ගිනි ප්රතිරෝධී පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් නිෂ්පාදනය සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්රමය බවට පත්ව ඇත.
03 ජල විච්ඡේදනය සහ තාප ඔක්සිකරණය
පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් ඒවායේ දෘඩ කොටස්වල තාප වියෝජනයට සහ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඒවායේ මෘදු කොටස්වල අනුරූප රසායනික වෙනස්කම් වලට ගොදුරු වේ. පොලියෙස්ටර් ඉලාස්ටෝමර් දුර්වල ජල ප්‍රතිරෝධයක් ඇති අතර ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ජල විච්ඡේදනය වීමට වඩා දරුණු ප්‍රවණතාවක් ඇත. පොලියෙස්ටර්/TDI/diamine වල සේවා කාලය 50 ℃ මාස 4-5 දක්වා ළඟා විය හැක, 70 ℃ සති දෙකක් පමණි, සහ 100 ℃ ට වැඩි දින කිහිපයක් පමණි. උණු වතුරට සහ වාෂ්පයට නිරාවරණය වන විට එස්ටර බන්ධන අනුරූප අම්ල සහ මධ්‍යසාර බවට දිරාපත් විය හැකි අතර ඉලාස්ටෝමර්වල යූරියා සහ ඇමයිනෝ එස්ටර කාණ්ඩ ද ජල විච්ඡේදක ප්‍රතික්‍රියා වලට භාජනය විය හැකිය:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
එස්ටර් මත්පැන්
RNHCONHR එකක් H20- → RXHCOOH H2NR -
යූරමයිඩ්
එක් RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
ඇමයිනෝ ෆෝමේට් එස්ටර ඇමයිනෝ ෆෝමේට් ඇල්කොහොල්
පොලිතර් මත පදනම් වූ ඉලාස්ටෝමර් දුර්වල තාප ඔක්සිකරණ ස්ථායීතාවයක් ඇති අතර ඊතර් පදනම් වූ ඉලාස්ටෝමර් α- කාබන් පරමාණු මත ඇති හයිඩ්‍රජන් පහසුවෙන් ඔක්සිකරණය වී හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාදයි. තවදුරටත් වියෝජනය සහ කැඩී යාමෙන් පසුව, එය ඔක්සයිඩ් රැඩිකලුන් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් ජනනය කරයි, එය අවසානයේ ආකෘති හෝ ඇල්ඩිහයිඩ් බවට වියෝජනය වේ.
විවිධ පොලියෙස්ටර් ඉලාස්ටෝමර්වල තාප ප්‍රතිරෝධය කෙරෙහි සුළු බලපෑමක් ඇති කරන අතර විවිධ පොලියෙතර් යම් බලපෑමක් ඇති කරයි. TDI-MOCA-PTMEG හා සසඳන විට, TDI-MOCA-PTMEG දින 7ක් සඳහා 121 ℃ වයස්ගත වූ විට, පිළිවෙළින් 44% සහ 60% ආතන්ය ශක්තිය රඳවා ගැනීමේ අනුපාතයක් ඇත, දෙවැන්න පෙරට වඩා සැලකිය යුතු තරම් හොඳ වේ. හේතුව PPG අණු වල අතු දම්වැල් ඇති අතර ඒවා ප්‍රත්‍යාස්ථ අණු නිතිපතා සැකසීමට හිතකර නොවන අතර ප්‍රත්‍යාස්ථ ශරීරයේ තාප ප්‍රතිරෝධය අඩු කරයි. පොලිතර් වල තාප ස්ථායී අනුපිළිවෙල: PTMEG>PEG>PPG.
යූරියා සහ කාබමේට් වැනි පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් වල අනෙකුත් ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් ද ඔක්සිකරණය සහ ජල විච්ඡේදනය ප්‍රතික්‍රියා වලට භාජනය වේ. කෙසේ වෙතත්, ඊතර් කාණ්ඩය වඩාත් පහසුවෙන් ඔක්සිකරණය වන අතර, එස්ටර් කාණ්ඩය වඩාත් පහසුවෙන් ජල විච්ඡේදනය වේ. ඒවායේ ප්‍රතිඔක්සිකාරක සහ ජල විච්ඡේදක ප්‍රතිරෝධයේ අනුපිළිවෙල:
ප්රතිඔක්සිකාරක ක්රියාකාරිත්වය: එස්ටර> යූරියා> කාබමේට්> ඊතර්;
ජල විච්ඡේදනය ප්රතිරෝධය: එස්ටරය
පොලියෙතර් පොලියුරේටනේ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සහ පොලියෙස්ටර් පොලියුරේටනේ ජල විච්ඡේදනය ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, PTMEG පොලිඑතර් ඉලාස්ටෝමරයට 1% ෆීනොලික් ප්‍රතිඔක්සිකාරක Irganox1010 එකතු කිරීම වැනි ආකලන ද එකතු කරනු ලැබේ. මෙම ඉලාස්ටෝමරයේ ආතන්ය ශක්තිය ප්‍රතිඔක්සිකාරක නොමැතිව සසඳන විට 3-5 ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය (පැය 168 ක් සඳහා 1500C දී වයස්ගත වීමෙන් පසු පරීක්ෂණ ප්රතිඵල). නමුත් සෑම ප්‍රතිඔක්සිකාරකයක්ම පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් වලට බලපෑමක් ඇති නොකරයි, ෆීනොලික් 1rganox 1010 සහ TopanOl051 (ෆීනෝලික් ප්‍රතිඔක්සිකාරක, බාධා කරන ලද ඇමයින් ආලෝක ස්ථායීකාරක, බෙන්සොට්‍රියසෝල් සංකීර්ණය) පමණක් සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි, සහ පළමුවැන්න හොඳම වේ, සමහර විට හොඳ ප්‍රතිඔක්සිකාරක ෆීනොලික් ඇස්ටිකොම්පැටයිඩ් ඇති නිසා විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ෆීනෝලික් ප්‍රතිඔක්සිකාරක ස්ථායීකරණ යාන්ත්‍රණයේ ෆීනොලික් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවල වැදගත් කාර්යභාරය නිසා, පද්ධතියේ ඇති අයිසොසයනේට් කාණ්ඩ සමඟ මෙම ෆීනෝලික් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ ප්‍රතික්‍රියාව සහ “අසාර්ථක වීම” වළක්වා ගැනීම සඳහා, අයිසොසයනේට් සහ පොලියෝල් අනුපාතය නොවිය යුතුය. ඉතා විශාල වන අතර ප්‍රතිඔක්සිකාරක ප්‍රිපොලිමර් සහ දාම විස්තාරකවලට එකතු කළ යුතුය. පූර්ව පොලිමර් නිෂ්පාදනයේදී එකතු කළහොත් එය ස්ථායීකරණ බලපෑමට බෙහෙවින් බලපානු ඇත.
පොලියෙස්ටර් පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර්වල ජල විච්ඡේදනය වැළැක්වීම සඳහා භාවිතා කරන ආකලන ප්‍රධාන වශයෙන් කාබෝඩයිමයිඩ් සංයෝග වන අතර ඒවා පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් අණුවල එස්ටර ජල විච්ඡේදනය මගින් ජනනය වන කාබොක්සිලික් අම්ල සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ඇසිල් යූරියා ව්‍යුත්පන්නයන් ජනනය කරයි, තවදුරටත් ජල විච්ඡේදනය වළක්වයි. 2% සිට 5% දක්වා ස්කන්ධ භාගයක කාබොඩයිමයිඩ් එකතු කිරීම පොලියුරේටනේ ජල ස්ථායීතාවය 2-4 ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය. මීට අමතරව, tert butyl catechol, hexamethylenetetramine, azodicarbonamide, ආදිය ද යම් යම් ජල විච්ඡේදක බලපෑම් ඇති කරයි.
04 ප්රධාන කාර්ය සාධන ලක්ෂණ
පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් යනු සාමාන්‍ය බහු වාරණ කෝපොලිමර් වන අතර, කාමර උෂ්ණත්වයට වඩා අඩු වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයක් සහිත නම්‍යශීලී කොටස් වලින් සමන්විත අණුක දාම සහ කාමර උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයක් සහිත දෘඩ කොටස්. ඒවා අතර, ඔලිගොමරික් පොලියෝල් නම්‍යශීලී කොටස් සාදන අතර ඩයිසොසයනේට් සහ කුඩා අණු දාම විස්තාරක දෘඩ කොටස් සාදයි. නම්‍යශීලී සහ දෘඩ දාම කොටස්වල කාවැද්දූ ව්‍යුහය ඒවායේ අද්විතීය කාර්ය සාධනය තීරණය කරයි:
(1) සාමාන්‍ය රබර්වල දෘඪතා පරාසය සාමාන්‍යයෙන් Shaoer A20-A90 අතර වන අතර ප්ලාස්ටික් වල දෘඪතා පරාසය Shaoer A95 Shaoer D100 පමණ වේ. Polyurethane elastomers ෆිලර් සහායක අවශ්‍යතාවයකින් තොරව Shaoer A10 තරම් පහළට සහ Shaoer D85 තරම් ඉහළට ළඟා විය හැක;
(2) ඉහළ ශක්තියක් සහ ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයක් තවමත් පුළුල් පරාසයක දෘඪතාවක් තුළ පවත්වා ගත හැක;
(3) විශිෂ්ට ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය, ස්වාභාවික රබර් වලට වඩා 2-10 ගුණයක්;
(4) ජලය, තෙල් සහ රසායනික ද්රව්ය සඳහා විශිෂ්ට ප්රතිරෝධය;
(5) අධි-සංඛ්‍යාත නැමීමේ යෙදීම් සඳහා සුදුසු ඉහළ බලපෑම් ප්‍රතිරෝධය, තෙහෙට්ටුව ප්‍රතිරෝධය සහ කම්පන ප්‍රතිරෝධය;
(6) -30 ℃ හෝ -70 ℃ ට අඩු අඩු-උෂ්ණත්ව භංගුර බව සහිත හොඳ අඩු-උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයක්;
(7) එය විශිෂ්ට පරිවාරක කාර්ය සාධනයක් ඇති අතර, එහි අඩු තාප සන්නායකතාවය නිසා රබර් සහ ප්ලාස්ටික් වලට සාපේක්ෂව වඩා හොඳ පරිවාරක බලපෑමක් ඇත;
(8) හොඳ ජෛව අනුකූලතාව සහ ප්රතිංධිසරාේධක ගුණ;
(9) විශිෂ්ට විදුලි පරිවාරක, පුස් ප්රතිරෝධය, සහ UV ස්ථාවරත්වය.
ප්ලාස්ටික්කරණය, මිශ්ර කිරීම සහ වල්කනීකරණය වැනි සාමාන්ය රබර් වැනි සමාන ක්රියාවලීන් භාවිතයෙන් පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් සෑදිය හැක. ඒවා වත් කිරීම, කේන්ද්‍රාපසාරී අච්චු ගැසීම හෝ ඉසීම මගින් දියර රබර් ආකාරයෙන් ද සකස් කළ හැකිය. ඒවා කැටිති ද්‍රව්‍ය බවට පත් කර ඉන්ජෙක්ෂන්, නිස්සාරණය, රෝල් කිරීම, බ්ලෝ මෝල්ඩින් සහ වෙනත් ක්‍රියාවලීන් භාවිතයෙන් සෑදිය හැකිය. මේ ආකාරයෙන්, එය කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කරනවා පමණක් නොව, නිෂ්පාදනයේ මානයන්හි නිරවද්‍යතාවය සහ පෙනුම වැඩි දියුණු කරයි