spume poliuretanice (rigide și flexibile)

spume poliuretanice (spumă poliuretanică, spumă poliuretanică) - un poliuretani umplute cu gaz. rigid sau flexibil.

Compoziția spumelor poliuretanice

Compozițiile pentru producerea de spume poliuretanice cuprind izocianați, oligomeri care conțin hidroxil, apă, catalizatori, emulgatori și, în unele cazuri, materiale de umplutură, coloranți și agenți de ignifugare.

În compozițiile pentru producerea de spume poliuretanice flexibile includ oligoesteri simple, având o greutate moleculară de 750 - (. Etilenpropilenă) 6000. sintetizat din alchilen oxizi. tetrahidrofuran și glicoli. Oligoetere mai puțin frecvent utilizate acizi dicarboxilici (adipic, sebacic, succinic) și glicoli (de exemplu, dietilen glicol). Spumele poliuretanice rigide preparate din oligoesteri simple de structură ramificată, bazată pe alchilen oxizi și triolii (glicerol, trimetilolpropan, etc.) sau oligoesteri pe bază de acizi dicarboxilici (adipic, ftalic și colab.) și trioli sau amestecuri de dietilen glicol. Densitatea spumei produse depinde de raportul dintre izocianat și hidroxil în amestec de oligomeri. Atunci când un exces de grupe de uree din poliuretan izocianat conține mai mult cu un deficit de izocianat, se formează grupe uretan atunci când mai mari. Deoarece poliuree au o densitate mai mică de 1,05-1,23 g / cm3) decât poliuretani 1,28 g / cm3), în primul caz se obțin cu o spumă poliuretanică cu densitate mai mici.

producția de spume poliuretanice

spume poliuretanice sunt produse prin reacția dintre di- sau poliizocianați cu esteri sau poliesteri ai hidroxil, în prezența apei și a catalizatorilor. Agentul de expandare este dioxidul de carbon (CO2). prinderea reacția izocianaților cu apă:

Catalizatorii utilizați în majoritatea cazurilor, amine terțiare și compuși organostanici. În plus față de aceste componente în formularea spumei este introdus auxiliari - stabilizatori de spumă. agenți suplimentari de suflare (de exemplu, freon), coloranți, etc ..

Spumele poliuretanice pot fi împărțite în două grupe:

1. spume elastice pe bază de poliesteri, liniare sau structură ușor ramificată;
2. spume rigide pe bază de poliesteri foarte ramificat care formează polimeri cu un grad mai mare de reticulare.

Ca rezultat al reacțiilor secundare în timpul sintezei spumelor poliuretanice sunt formate împreună cu uretan și alte comunicări. Astfel, gruparea amino primară. format prin reacția izocianaților cu apă este capabil să reacționeze cu o grupă izocianat:

Produsul de reacție este o uree substituită, care conține un atom de hidrogen labil la azot, și este capabil să reacționeze cu izocianați, rezultând în reticulare macromoleculelor polimerice individuale poate avea loc la temperatură ridicată ( „uree“ care leagă):

Legături încrucișate pot fi, de asemenea, prin reacția grupări de izocianat și uretan și trimerizarea grupări izocianat rămase în macromoleculele, o izocianați substituită:

Reacția grupărilor izocianat cu oligomeri hidroxil și apă - reacții concurente. Rolul catalizatorului este redus pentru a regla viteza reacțiilor descrise mai sus. Atunci când această evoluție a gazului și creșterea moleculelor de polimer trebuie sa aiba loc cu o asemenea viteză încât gazul rămas în polimer, iar spuma rezultată ar fi suficient de puternic și nu se desprinde.

Cel mai adesea, în catalizatorii utilizați compus staniu (oleat, octoat, săruri de dibutilstaniu și colab.), Care guvernează reacția formarea legăturilor uretanice și amine terțiare (trietilamina, trietanolamina, dimetilbenzilamină, etc.), care catalizează reacțiile de formare a structurilor tridimensionale și bioxid de carbon gazos. În practică, un amestec catalitic format din compuși de staniu și una sau mai multe amine. compoziția de poliuretan spumabil poate fi de asemenea lichid cu punct de fierbere scăzut. de obicei, freon.

Chimia formării spumei poliuretanice flexibile și rigide este aceeași. Spumele rigide diferă de elastic, astfel încât acestea constau din polimeri cu un număr mare de reticulări. In poliuretan rigid spume medie „greutate moleculară“ unitate structurală per mesh nod de ramificare este de 400 - 700 în spume poliuretanice flexibile - 2500-20 000. Prin urmare, compoziția pentru producerea de spume poliuretanice flexibile conțin trifuncțional oligomer care conțin hidroxil (sau conține într-o cantitate mică ) și conțin mai puțin de amine terțiare.

O componentă obligatorie a compoziției este emulgator. care promovează un grad ridicat de dispersie a componentelor în greutate și acționează ca un stabilizator de spumă la momentul de spumare. În acest scop sulfospirty, acid sulfonic, fluid siliconic și alții. Unii stabilizatori (de exemplu, hidrocarburile parafinice, fluide pe bază de silicon) determinat caracterul (deschis sau închis) și dimensiunea porilor formați.

Ca retardanți utilizate antimoniu trioxid de foc, tricloroetil, clorură de polivinil pulverulentă, și altele. Pentru majoritatea spume colorante coloranți organici adecvați. talc umplut poliuretan, argilă expandată, suspensie polistiren. fibre de natură diferită.

spume poliuretanice produse folosind gaze de spumare a compoziției. ies în evidență ca urmare a reacțiilor între componentele amestecului de alimentare (a se vedea. de mai sus), sau prin intermediul lichidelor de fierbere scăzute. De la formarea spumei prin prima metodă o cantitate considerabilă de căldură, elefant intern produse mari ar putea char. Prin urmare, prima metodă este aplicabilă numai pentru fabricarea de grosime mică.

În a doua metodă consumată generată de căldură pentru evaporarea lichidului cu punct de fierbere scăzut, care previne supraîncălzirea locală și poliuretan carbonizare

In industrie, spume poliuretanice produse în două moduri:

Metoda-o singură etapă de obținere a spumelor poliuretanice

Prin procesul-un singur pas, toate componentele - diizocianat, poliester, apă, catalizator, stabilizator, emulgator - este introdus într-un amestecător și amestecat simultan în vasul de reacție cu un agitator. Foaming are loc o dată, creșterea spumei începe după aproximativ 10 secunde și este finalizată în decurs de 1-2 minute. întărire finală a spumei durează de la câteva ore la câteva zile.

În două etape (prepolimer) Procedeu pentru producerea spumelor poliuretanice

Când un două etape (prepolimer) procesul de producere a spumelor poliuretanice reacționează întâi cu oligoesteri diisocianatul este realizată (poliester), iar prepolimerul obținut este apoi transformat într-o spumă poliuretanică, atunci când este amestecat cu apă sau cu o amină. Produsele penoioliuretanovyh Producția efectuate pe un proces continuu sau discontinuu (umplere în formă de hârtie) și sputtering.

spume poliuretanice flexibile

Spumele poliuretanice flexibile sunt produse pe bază de poliester și polieter. Cel mai comun este spuma lor reprezentative. Materiile prime pentru producerea sa este un poliester pe bază de acid adipic. dietilen glicol și cantități mici de trimetilol propan. amestec de toluilen-2,4- și tolilen-2,6-diizocianat (65: 36). precum și apa.

Procesul tehnologic de preparare a metodei bloc de spumă (fig.1) constă din etapele de preparare hranei, fabricarea de poliuretan spumare, îmbătrânire și blocuri de spumă de rafinare.

Prepararea materiilor prime este de a prepara amestecul activator. Amestecul este preparat în amestecătoare 3. în care unul dintre containerele intermediare 2 alimentate prin catalizator dipstick (dimetilanilina). emulgator (sare de sodiu a acidului sulfonic). controlul dimensiunii porilor aditiv (ulei de parafină). și apă.

Amestecul obținut a fost activator. poliester și amestec tolilendiizocianat este introdus în mod continuu în capul mașinii de amestecare UBT-65 (4). Amestecul rezultat a fost alimentat prin duza într-un flux subțire pe o formă de hârtie se deplasează în mod continuu, în care se formează spuma.

Spumarea are loc fără alimentare cu căldură și se termină după aproximativ 1 minut. Forma de spumare se deplasează prin tunelul de transport cu ventilație puternică, în care gazele sunt emise din spuma viguros. Când ieșiți din forma de tunel ajunge rola 5. din care acesta intră în camera de uscare 6. și apoi în mașină pentru tăierea blocurilor 7. Blocuri stivuite pe rafturile stackere 8 și 9 sunt trecute în camera 10 cu privire la îmbătrânire. În acest caz, reacția dintre componentele spumei de capăt, spuma se întărește și dobândește puterea necesară. Ripening durează aproximativ 12-24 ore la un debit de aer continuu în jurul temperaturii camerei blocurilor. Blocuri finite prelucrate la slitters 11 în foi și ambalate.

Unele proprietăți ale spumelor poliuretanice în funcție de compoziția (I - IV) prezentată mai jos:

Compoziția, în părți în greutate

* Sursa - Enciclopedia of Polymer ed. VV Kabanov 1974, volumul 2, s.567.

Elastice Spumele cu celule închise sunt utilizate pentru fabricarea produselor float, suport mecanic, izolarea termică pentru joasă (azot lichid) și temperaturi relativ ridicate (până la 120 ° C) temperaturi. spume cu celule deschise sunt utilizate pentru producția de bureți, perne, scaune, materiale de izolare sonora, și așa mai departe. D.

Tot mai mult utilizarea se face spume poliuretanice integrale. peliculă având o suprafață densă și un miez spongios, în care întregul articol este format într-un singur ciclu de turnare.

spume poliuretanice rigide

Spumă poliuretanică rigidă este produsă în principal prin metode de turnare și pulverizare. În prima metodă procesul se desfășoară „după cum urmează.

La temperatură ridicată și agitarea poliesterului preparate amestec cu catalizator, emulgator și apă. După menținere la temperatura de 30 ° C timp de 20-30 min la un amestec de toluilendiizocianat s-a adăugat și amestecul a fost agitat timp de 1-2 min.

În acest caz, temperatura de masă crește la 5-10 ° C creșterile sale de viscozitate și există o spumare parțială. Masa este apoi turnat într-o formă restrictive de configurare a produsului corespunzătoare. Foaming continuă 30-35 min.

În acest timp, forma este umplut cu spumă, care câștigă fermitatea necesară și structura celulară. Pentru producerea spumelor poliuretanice prin pulverizare pe suprafața diferitelor materiale utilizate instalații mobile de mici dimensiuni, care include containere încălzite pentru componentele, pompe de viteze și pistolul de pulverizare cu un agitator. Grosimea stratului pulverizat este de 5-50 mm. densitatea aparentă - de la 35 la 200 kg / m3.

Proprietăți fizice și mecanice ale anumitor clase de spume poliuretanice rigide pe bază de poliesteri (produși de reacție ai acizilor dicarboxilici cu alcooli polihidroxilici conținând liber grupări hidroxil și grupări carboxil) și diizocianatul (amestec de 2,4-tolilen și 2,6-tolilen diizocianat) sunt prezentate mai jos:

Densitatea aparentă, kg / m3

* Sursa - Enciclopedia of Polymer ed. VV Kabanov 1974, volumul 2, s.567.

Spumele poliuretanice betonokonstruktsiyah umple golurile din cavitate și în fabricarea de uși și rame de ferestre, produce Ornamentele, radar, căști de protecție tropicale, suprafețe de susținere și cabine de aeronave, etc ..

Referințe:
Industria Vandenberg E. plastic și tehnologie. M Engineering, 1964. 196 p.
Dombrou BA poliuretani. Goskhimizdat M., 1961. 152 p.
Lafengauz A: P. Yuoicheva E. I. Proc. Spuma. Oborongiz M., 1960, p. 117;
Pavlov, V. Gorjachev M, C și Durasova T. F. Ibid, p. 131.
Korshak VV G. M. poliamide Frunze hetero sintetice. M. izd. AN SSSR, 1962. 523 s.
Kuznetsov E Prohorova B. Și, scheme de J. Album de producție de polimeri tehnologice și materiale plastice pe ele. Ed. 2a. M. Chimie, 1975A74 cu.
Losev I. Ya. Trostyanskaya E. B. Chimia polimerilor sintetici. Ed. 2a. M. Chemistry, 1971. 615 p.
Nikolaev AF polimeri sintetici și materiale plastice pe ele. Ed. 2, M.

S-au găsit o eroare? Selectați-l și apăsați pe Ctrl + Enter