Χαρακτηριστικά που ξεχωρίζουν την ουρεθάνη Βαθμού 1,4-βουτανοδιόλη (BDO/1,4-BDO)-2

2. Η αποτελεσματικότητα του 1,4-βουτανοδιόλης ως επέκτασης αλυσίδας

Για να κατανοήσετε τη δημοτικότητα της 1,4-βουτανοδιόλης ως επέκτασης της αλυσίδας, είναι σημαντικό να αναγνωρίσετε το μονό-ζυγό αποτέλεσμα στα ενδιάμεσα πολυουρεθάνης.

Το πρώτο κριτήριο για ένα αποτελεσματικό ενδιάμεσο διόλης ουρεθάνης είναι η γραμμικότητα. το δεύτερο κριτήριο είναι ότι περιέχει ιδανικά ζυγό αριθμό ατόμων άνθρακα (δηλ. τον αριθμό των ομάδων CH2 στην επαναλαμβανόμενη αλυσίδα).

Η συσκευασία αλυσίδας σε μοριακό επίπεδο των επιμέρους σκληρών και μαλακών τμημάτων πολυουρεθάνης ωφελεί τις συνολικές ιδιότητες απόδοσης των ελαστομερών που προκύπτουν. Για πολυεστερικές πολυόλες και διευρυντές αλυσίδας διόλης, έχει παρατηρηθεί ένα φαινόμενο μονού-ζυγού αριθμού άνθρακα.

Για παράδειγμα, σε πολυόλες αδιπικού πολυεστέρα που βασίζονται σε διόλες με ζυγό αριθμό ατόμων άνθρακα (EG-2, BDO-4 και HDO-6), τα σημεία τήξης, οι θερμοκρασίες μετάπτωσης υάλου και Οι συνολικές ιδιότητες απόδοσης είναι υψηλότερες από συγκρίσιμα συστήματα που βασίζονται σε διόλες με περιττό αριθμό ατόμων άνθρακα (PrDO-3 και PeDO-5).

Ιδιαίτερα εξαιρετικός είναι ο υψηλός βαθμός κρυσταλλικότητας και η ενθαλπία τήγματος (δηλαδή, η θερμότητα που απαιτείται για την τήξη του κρυσταλλικού σκληρού τμήματος) στα σκληρά τμήματα MDI-BDO μιας πολυουρεθάνης. Δείτε το παρακάτω διάγραμμα για παράδειγμα.

(Πηγή)

Το φαινόμενο περιττό-ζυγό αποδίδεται στην κρυσταλλική συσσώρευση του σκληρού τμήματος και στον δεσμό υδρογόνου μεταξύ γειτονικών μορίων ουρεθάνης.

Για άρτιους αριθμούς επέκτασης αλυσίδας, η μοντελοποίηση έχει δείξει ότι οι μοριακές αλυσίδες ευθυγραμμίζονται καλύτερα και ο δεσμός υδρογόνου μεταξύ των αλυσίδων διευκολύνεται με προέκτατες αλυσίδας όπως το BDO. Αυτό οδηγεί τον ευεργετικό διαχωρισμό φάσεων μεταξύ των σκληρών και μαλακών πολυμερικών τμημάτων. Στην πραγματικότητα, πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι οι ιδιότητες μιας πολυουρεθάνης εξαρτώνται πολύ από την έκταση και την τελειότητα αυτού του διαχωρισμού φάσης.

Ενώ η αιθυλενογλυκόλη (EG) είναι επίσης μια επέκταση αλυσίδας διόλης με ζυγό αριθμό άνθρακα, δεν είναι καλή εναλλακτική για το BDO.

Υπάρχουν δύο μειονεκτήματα που παρατηρούνται με το EG: η κακή αναμίξιμη με πολλές πολυόλες που οδηγεί σε μειονεκτήματα επεξεργασίας και απόδοσης και η πολική φύση του EG που οδηγεί σε μείωση της αντίστασης στην υδρόλυση.

Διαφορετικά, το EG είναι ένα καλό μέσο επέκτασης αλυσίδας και ενδιάμεσο πολυεστέρα, που παρέχει πολυουρεθάνες με καλές μηχανικές ιδιότητες.

3. Οι συνθήκες επεξεργασίας για 1,4-επέκταση αλυσίδας βουτανοδιόλης

Ως υγρή διόλη, η 1,4-βουτανοδιόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επέκταση της αλυσίδας σε θερμοκρασία δωματίου σε συστήματα MDI και αλειφατικών διισοκυανικών.

Η θερμοκρασία επεξεργασίας και τα επίπεδα φόρτωσης καταλύτη επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των συστημάτων διόλης/MDI. Ενώ τα μη καταλυμένα συστήματα μπορούν να έχουν διάρκεια ζωής 10–20 λεπτών στους 70°C, η επεξεργασία σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή η χρήση καταλυτών θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του δοχείου. Οι καταλύτες κασσίτερου και τιτανικού χρησιμοποιούνται συνήθως για την αύξηση του ρυθμού αντίδρασης της διόλης με το ισοκυανικό.

Επιπλέον, το BDO παγώνει στους 20°C (68°F). Επομένως, είναι σημαντικό να διατηρείται το BDO πάνω από το σημείο πήξης για να αποφευχθεί η κρυστάλλωση στις γραμμές του εξοπλισμού και ο διαχωρισμός φάσεων σε μια σύνθεση B-Side.

Το BDO είναι επίσης υγροσκοπικό και απαιτεί συντήρηση σε αδρανές περιβάλλον για να αποφευχθεί η απορρόφηση υγρασίας. Με τη χαμηλή περιεκτικότητά του σε υγρασία, το BDO ποιότητας ουρεθάνης επιτρέπει στους επεξεργαστές καλό έλεγχο της στοιχειομετρίας αποφεύγοντας την αντίδραση του H2O με ισοκυανικά και την ταυτόχρονη απελευθέρωση φυσαλίδων αερίου CO2.