Полиуретанови пени (твърди и гъвкави)

Полиуретанови пени (полиуретанова пяна, полиуретанова пяна) - газ напълнена полиуретани. твърд или гъвкав.

Съставът на полиуретанови пени

Съставите за производството на полиуретанови пени съдържат изоцианати, хидроксил-съдържащи олигомери, вода, катализатори, емулгатори и, в някои случаи, пълнители, оцветители и забавители на горенето.

В съставите за производство на гъвкави полиуретанови пени включват прости олигоестери с молекулно тегло от 750 - (. Етилен пропилен) 6000. синтезира от алкиленоксиди. тетрахидрофуран и гликоли. По-рядко използвани олигоестер дикарбоксилни киселини (адипинова, себацинова, янтарна) и гликоли (например, диетилен гликол). Полиуретанови твърди пенопласти получени от прости олигоестери разклонена структура на основата на алкиленови оксиди и триоли (глицерол, триметилолпропан, т.н.) или олигоестери базирани на дикарбоксилни киселини (адипинова, фталова и др.) И триоли или смеси на диетилен гликол. Плътността на пените произведени зависи от съотношението на изоцианат и хидроксил в смес от олигомери. При излишък на изоцианатни групи полиуретанов урея съдържа повече от с недостиг на изоцианат, се формира, когато големи уретанови групи. Тъй като полиуретани имат по-ниска плътност 1,05-1,23 г / см 3) от полиуретани 1.28 г / см 3), в първия случай се получават с по-ниска плътност полиуретанови пени.

производство на полиуретанови пени

Полиуретанови пени се получават чрез взаимодействие на ди- или полиизоцианати с естери или полиестери на хидроксилна в присъствие на вода и катализатори. На разпенващ агент е въглероден диоксид (СО2). улавяне на взаимодействието на изоцианати с вода:

Катализаторите, използвани в повечето случаи третични амини и органокалаени съединения. В допълнение към тези компоненти в състава на пяна се въвежда спомагателни - стабилизатори на пяната. допълнителни разпенващи агенти (например, фреонови), оцветители, и т.н ..

Полиуретанови пени могат да бъдат разделени в две групи:

еластични пенопласти на базата на полиестери, линейна или разклонена структура леко;
твърди пени, основаващи се на силно разклонени полиестери, които са полимери с по-висока степен на омрежване.

Както се образуват в резултат на странични реакции по време на синтеза на полиуретанови пени заедно с уретан и други съобщения. По този начин, първична амино група. образувана чрез взаимодействие на изоцианати с вода, е способен да реагира с изоцианат група:

Реакционният продукт е заместен карбамид, който съдържа лабилна водороден атом на азота, и е способен на взаимодействие с изоцианати, в резултат на омрежване на отделните полимерни макромолекули може да се проведе при повишена температура ( "карбамид" свързване):

Напречни връзки също могат да бъдат получени чрез взаимодействие на изоцианат и уретанови групи и тримеризация на изоцианатни групи оставащи в макромолекулите, заместена изоцианурати:

Реакцията на изоцианатни групи с хидроксилни олигомери и вода - конкуриращи реакции. Ролята на катализатора се намалява за регулиране скоростта на реакциите, описани по-горе. Когато отделянето на газ и растеж на полимерните молекули трябва да стане с такава скорост, че газът остава в полимера и получената пяна ще бъде достатъчно силна и не падне.

Най-често в използваните катализатори калаено съединение (олеат, октоат, соли дибутилкалаен и др.) Приложимо реакция образуване на уретанови връзки и третични амини (триетиламин, триетаноламин, диметилбензиламин и т.н.), които катализират реакциите на образуване на триизмерни структури и газ въглероден диоксид. На практика, каталитично смес, състояща се от калаени съединения и един или повече амини. Разпенващ полиуретанов състав може също така да бъде ниско кипяща течност. обикновено фреон.

Химията на образуването на гъвкав и твърда полиуретанова пяна е същото. Твърди пени се различават от еластична, така че те се състоят от полимери с голям брой напречни връзки. В Полиуретанови твърди пенопласти средно "молекулно тегло" структурна единица на една мрежа възел разклонения е 400 - 700 гъвкави полиуретанови пени - 2500-20 000. Следователно, съставът за производство на гъвкави полиуретанови пени съдържат трифункционален хидроксил-съдържащи олигомер (или ги съдържат в малко количество ) и съдържа по-малко от третични амини.

Задължително компонент на състава е емулгатор. който насърчава висока степен на дисперсия на компонентите в теглото и действа като стабилизатор на пяна по време на образуване на пяна. За тази цел sulfospirty, сулфонова киселина, силиконов флуид и други. Някои стабилизатори (например, парафинови въглеводороди, силиконови флуиди) определят характер (отворена или затворена) и размера на порите, образувани.

Както се използва антимонов триоксид негорими, трихлороетил, прахообразен поливинилхлорид и други. За повечето оцветители пени подходящи органични багрила. Изпълнен полиуретан талк, глина, експандиран полистирен суспензия. влакна от различно естество.

Полиуретанови пени, произведени с помощта на пяна газове състава. открояват като резултат от реакции между компонентите на захранващата смес (вж. по-горе), или с помощта на течности с ниска точка на кипене. Тъй като образуването на пяна от първия метод значително количество топлина, вътрешен слон големи продукти може Чар. Следователно, първият метод е приложим само за производството на малка дебелина.

При втория метод, прекарано генерира топлина за изпаряване на ниско кипяща течност, която предотвратява локално прегряване и овъгляване полиуретан

В промишлеността, полиуретанова пяна, произведени по два начина:

Методът на една стъпка за получаване на полиуретанови пени

Чрез едноетапен процес всички компоненти - диизоцианат, полиестер, вода, катализатор, стабилизатор, емулгатор - се поставя в смесител и се смесват едновременно към реакционния съд с бъркалка. Пяната се случва наведнъж, нарастване на пяната започва след около 10 секунди и е завършен в рамките на 1-2 минути. Окончателно втвърдяване на пяната продължава от няколко часа до няколко дни.

Две етап (предполимер) метод за получаване на полиуретанови пени

Когато две стъпки (предполимер) процес на производство на полиуретанови пени взаимодейства първо с диизоцианат се извършва олигоестери (полиестер), и полученият преполимера след това се превръща в полиуретанова пяна при смесване с вода или амин. Производство penoioliuretanovyh продукти извършват по непрекъснат или партиден процес (попълване на хартиен носител) и разпрашаване.

гъвкави полиуретанови пени

Гъвкави полиуретанови пени са произведени на базата на полиестер и полиетер. Най-често е техен представител пяна. Суровините за неговото производство е полиестер на базата на адипинова киселина. диетиленгликол и малки количества от триметилолпропан. смес на толуен-2,4- и 2,6-толуен-диизоцианат (65: 36). както и вода.

Технологичният процес на получаване на метода на пяна блок (фиг.1) се състои от етапите на приготвяне на храната, пенещото полиуретан производството, стареене и рафиниране на пяна блокове.

Получаване на суровини е да подготви смес активатор. Сместа се приготвя в смесители 3. в която един от междинните контейнерите 2 подава през катализатора пръчка (диметиланилин). емулгатор (натриева сол на сулфонова киселина). контролиране добавка размер на порите (парафиново масло). и вода.

Получената смес беше активатор. полиестер и толилен диизоцианат смес непрекъснато се въвежда в главата на смесване машина UBT-65 (4). Получената смес се подава през струйника в тънка струя върху непрекъснато преместване хартия форма, в която се образува пяна.

Пяната се извършва без топлоснабдяване и завършва след около 1 минута. Форма пенообразуващи движи през транспортната тунела със силна вентилация където газове се отделят от пяната енергично. Когато излезете от формата на тунела достига ролката 5. от която тя влиза сушилната камера 6. и след това в машината за рязане на блокове 7. Блокове подредени по рафтовете ръчни 8 и 9 се подават в камерата 10 на стареене. В този случай реакцията между компонентите на крайната пяна, пяната се втвърдява и придобива необходимата якост. Зреене отнема около 12-24 часа при непрекъснат въздушен поток около блокове стайна температура. Завършени блокове, обработени в машини за рязане 11 листа, в които опаковат.

Някои свойства на полиуретанови пени в зависимост от състава (I - IV), показани по-долу:

Съставът в тегл.ч.

* Източник - Енциклопедия на полимерни изд. VV Kabanov 1974 г., том 2, s.567.

затворени клетки пени Еластичните се използват за производството на продукти поплавък, механична опора, топлоизолация за ниско (течен азот) и относително високи температури (до 120 ° С) температури. Open-клетъчни пени се използват за производство на гъби, възглавници, седалки, Звукоизолационни материали, и така нататък. Г.

Все повече и повече употреба се прави неразделна пенополиуретан. филм с плътна повърхност и разпенен сърцевина, при което цялото изделие се образува в един цикъл на леене.

полиуретанови твърди пенопласти

Твърд пенополиуретан се произвежда предимно от методи за леене и пръскане. При първия метод на процеса се извършва ", както следва.

При повишена температура и разбъркване на сместа в готов полиестера с катализатор, емулгатор и вода. След престой при 30 ° С в продължение на 20-30 минути към смес на толилен диизоцианат се добавя и сместа се разбърква в продължение на 1-2 минути.

В този случай маса температурата се повиши до 5-10 ° С вискозитета увеличава и има частичен пяна. След това масата се излива в ограничителни форми, съответстващи конфигурация продукт. Пяна продължава 30-35 мин.

През това време под формата се пълни с пяна, която получава необходимата твърдост и клетъчната структура. За получаването на полиуретанови пенопласти чрез разпръскване върху повърхността на различни материали се използва малък размер мобилна инсталация, която включва отопляеми контейнери за компонентите, зъбни помпи и пистолета за спрей с бъркалка. Дебелината на разпръсква слой е 5-50 mm. привидна плътност - от 35 до 200 кг / м 3.

Физико-механичните свойства на някои класове на полиуретанови твърди пенопласти на базата на полиестери (реакционни продукти на дикарбоксилни киселини с многовалентни алкохоли, съдържащи свободни хидроксилни групи и карбоксилни групи) и диизоцианат (смес от 2,4-толилен 2,6-толилен диизоцианат) са дадени по-долу:

Привидна плътност, кг / м3

* Източник - Енциклопедия на полимерни изд. VV Kabanov 1974 г., том 2, s.567.

Пенополиуретан betonokonstruktsiyah попълване на пропуски в кухината и в производството на врати и дограма, произвежда декоративни капачки, радар, тропически каски, носещи повърхности и кабини на самолети и др ..

Литература:
Ванденберг Д. Пластмасови промишленост и технологии. M Engineering, 1964. 196 стр.
Dombrou BA Полиуретани. Goskhimizdat М., 1961. 152 стр.
Lafengauz А: P. Yuoicheva Е. I. Proc. Пяна. Oborongiz М., 1960, стр. 117;
Павлов, V. Gorjachev М, С и Durasova Т. Е. пак там, стр. 131.
Korshak В. Фрунзе G. М. синтез хетеро полиамиди. М. izd. AN SSSR, 1962. 523 с.
Kuznetsov E Prohorova B. И, J. албум схеми технологично полимерни производство и пластмаса върху тях. Ед. 2-ри. М. Chemistry, 1975A74 с.
Losev I. Ya. Trostyanskaya Е. В. Химия на синтетични полимери. Ед. 2-ри. М. Chemistry, 1971. 615 стр.
Николаев AF синтетични полимери и пластмаси върху тях. Ед. Второ, М.

Забелязана грешка? Изберете го и натиснете Ctrl + Enter