Interested Article - Полиуретаны

keira
  • 2021-06-05
  • 2

Синтез полиуретана — связывание уретановыми группами молекулярные субъединицы

Полиурета́ны — гетероцепные полимеры , макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу −N(R)−C(O)O−, где R — Н , алкилы , арил или . В макромолекулах полиуретанов также могут содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная , амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик. Используются в качестве заменителей резины при производстве изделий, работающих в агрессивных средах, в условиях больших знакопеременных нагрузок и температур. Диапазон рабочих температур — от −60 °С до +80 °С.

Получение

Образование полиуретанового полимера
путём реакции между диизоцианатом и полиолом

Полиуретаны получают взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6- изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4'-дифенилметандиизоцианат , 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.

Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

Гидроксилсодержащими компонентами являются:

Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода , гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло ) и диамины (-4,4'-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение ( пенопласты , волокна, эластомеры и т. д.).

В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа , меди , бериллия , ванадия , нафтенаты свинца и олова , октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Свойства

Механические свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах и зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), молекулярной массы и степени кристалличности. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии . Их свойства варьируют от высокоэластичных мягких резин ( твёрдость по Шору от 15 по шкале А ) до жёстких пластиков ( твёрдость по Шору 75 по шкале D) .

Полиуретан относится к конструкционным материалам (КМ), механические свойства полиуретана дают возможность использовать его в деталях машин и механизмов, подвергающихся силовым нагрузкам. К данному виду промышленных материалов предъявляются очень серьёзные требования с точки зрения сопротивляемости воздействию агрессивной внешней среды.

Физико-механические показатели различных типов полиуретана

Показатель полиуретана НИЦ ПУ-5 СКУ-ПФЛ-100 ТСКУ-ФЭ-4 СКУ-ПФЛ-74 Ур-70 В ПТГФ-1000 СУРЭЛ-20Ф СКУ-ПФЛ-100М Диафор-ТДИ ЛУР-СТ ТТ 129/194
Твёрдость по Шору, ед. 88—93 95— 98 40—90 88—92 70—80 95—98 93—97 95—100 86—88 75—85 80—100
Предел прочности при растяжении, кгс/см² 320—450 350—400 250—350 400—450 230—390 350—420 390—500 450—500 380—460 400—470 380—520
Относительное удлинение при разрыве, % 450—580 310—350 400—550 400—470 670—800 310—370 330—390 350—370 500—600 600—700 320—850
Сопротивление раздиру, кгс/см2 75—100 90—110 20—30 70—80 30—45 90—110 90—110 85—95 55—65 20—30 90—110
Условное напряжение при 100 % удлинении, кгс/см² 75—95 130—160 25—30 60—80 20—35 130—160 140—160 — 45—55 50—80 140—160
Относительное остаточное удлинение после разрыва, % Не более10 Не более10 Не более10 Не более 8 Не более 15 Не более 10 Не более 8 Не более 10 Не более 10 Не более 10 Не более 10
Температурный диапазон, °С 50 70 80 70 80 80 80 80 80 50 50

Применение

Благодаря разнообразию механических свойств различных типов полиуретана он применяется практически во всех сферах промышленности для изготовления самых разнообразных уплотнений, эластичных форм для изготовления декоративных камней, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, , герметиков , деталей маломощных машин (валов, роликов, пружин и т. п.), изоляторов, имплантатов и прочих изделий. Из полиуретана, благодаря его чрезвычайно высокой износостойкости, изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, защитные пленки для смартфонов, втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности, причем в последнем случае полиуретановая втулка более долговечна, чем металлическая. Растворы полиуретана в органических растворителях — высокопрочные клеи. Из полиуретана изготавливают отбойники для автомобильных амортизаторов . Однако использование полиуретанов значительно ограничено температурным диапазоном применения (от −60 до +80 °С).

Также применяется во вспененном виде благодаря тому, что ряд реакций создания полиуретана сопровождается выделением газа (см. пенополиуретан ).

См. также

Примечания

  1. Полиуретаны — статья из Большой советской энциклопедии .
  2. . Дата обращения: 23 сентября 2009. 9 октября 2009 года.

Литература

  • [bse.sci-lib.com/article090938.html Статья «Полиуретаны» в Большой советской энциклопедии]
  • Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты. Карманный справочник. — М. : издательский дом «Додэка-XXI», 2004.
  • Глав. ред. В. А. Кабанов. Энциклопедия полимеров. — М. : « Советская энциклопедия », 1977. — Т. 3.
  • Райт П., Камминг А., Пер. с англ. под ред. док. хим. наук Н. П. Апухтиной. Л. Полиуретановые эластомеры. — «Химия», 1973.
  • Ю. С. Липатов, Ю. Ю. Керча, Л. М. Сергеева. Структура и свойства полиуретанов. — Киев: « Наукова думка », 1970.
Источник —

keira
  • 2021-06-05
  • 2
  • Tags:

Same as Полиуретаны

The title for the last searches