Τι είναι η πολυουρεθάνηΠαράγοντας ωρίμανσης?
Στη βιομηχανία πολυουρεθάνης, ο όρος «σκληρυντικός παράγοντας» χρησιμοποιείται ευρέως αλλά συχνά παρεξηγείται. Διαφορετικοί κατασκευαστές, παρασκευαστές και τελικοί χρήστες μπορεί να χρησιμοποιούν τον ίδιο όρο για να περιγράψουν διαφορετικά υλικά. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται συχνά σύγχυση όταν συζητάμε συστήματα πολυουρεθάνης.
Από πρακτική άποψη, οποιοδήποτε συστατικό που βοηθά ένα υλικό πολυουρεθάνης να ωριμάσει και να μετατραπεί από υγρό σε στερεό μπορεί να ονομαστεί παράγοντας σκλήρυνσης. Ωστόσο, από χημική άποψη, ο ορισμός είναι πιο συγκεκριμένος.
Ένας παράγοντας σκλήρυνσης πολυουρεθάνης είναι το αντιδραστικό συστατικό που συμμετέχει στην αντίδραση διασύνδεσης και σχηματίζει το τρισδιάστατο δίκτυο πολυμερών-που είναι υπεύθυνο για τις τελικές μηχανικές ιδιότητες του υλικού.
Η κατανόηση του ρόλου των σκληρυντικών παραγόντων απαιτεί πρώτα να κατανοήσουμε πώς σχηματίζεται η πολυουρεθάνη.
Πώς θεραπεύεται η πολυουρεθάνη;
Τα υλικά πολυουρεθάνης παράγονται μέσω της αντίδρασης ισοκυανικών ομάδων (-NCO) με ενώσεις που περιέχουν ενεργό υδρογόνο-, κυρίως ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) ή αμινομάδες (-NH2).
Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, μεμονωμένα μόρια συνδέονται χημικά μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα δίκτυο πολυμερών. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει το υλικό από υγρή ή ημι{1}}υγρή κατάσταση σε στερεό ελαστομερές, επίστρωση, κόλλα, αφρό ή σφραγιστικό.
Το συστατικό που αντιδρά με την κύρια ρητίνη και δημιουργεί αυτό το δίκτυο αναφέρεται γενικά ως παράγοντας σκλήρυνσης.
Πότε τα ισοκυανικά δρουν ως σκληρυντικοί παράγοντες;
Το πιο κοινό σύστημα πολυουρεθάνης είναι το σκεύασμα πολυουρεθάνης δύο-συστατικών.
Σε αυτά τα συστήματα:
Το συστατικό Α αποτελείται κυρίως από πολυαιθερικές πολυόλες ή πολυεστερικές πολυόλες.
Το συστατικό Β αποτελείται από ισοκυανικά όπως MDI, TDI, HDI ή IPDI.
Το συστατικό πολυόλης χρησιμεύει ως η κύρια ρητίνη, ενώ το ισοκυανικό συστατικό αντιδρά με ομάδες υδροξυλίου για να δημιουργήσει δεσμούς πολυουρεθάνης και σταυροδεσμούς.
Σε αυτό το σκεύασμα, το ισοκυανικό συστατικό θεωρείται ο παράγοντας σκλήρυνσης.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο στις επιστρώσεις, τις κόλλες, τα υλικά δαπέδων και τα στεγανωτικά συστήματα πολυουρεθάνης, το συστατικό Β αναφέρεται συνήθως ως σκληρυντικός παράγοντας πολυουρεθάνης ή σκληρυντικός πολυουρεθάνης.
Πότε οι πολυόλες ή οι αμίνες δρουν ως σκληρυντικοί παράγοντες;
Σε ορισμένα συστήματα πολυουρεθάνης, η κατάσταση είναι αντίστροφη.
Πολλά συστήματα χυτού ελαστομερούς πολυουρεθάνης χρησιμοποιούν ως κύριο συστατικό προπολυμερή πολυουρεθάνης με τερματισμό NCO-. Αυτά τα προπολυμερή περιέχουν ήδη περίσσεια ισοκυανικών ομάδων και επομένως απαιτούν ενώσεις που περιέχουν ενεργό υδρογόνο για να ολοκληρωθεί η διαδικασία σκλήρυνσης.
Το προπολυμερές δρα ως η βασική ρητίνη, ενώ το συστατικό πολυόλης ή αμίνης χρησιμεύει ως παράγοντας σκλήρυνσης.
Για παράδειγμα, τα MOCA, DETDA, BDO και άλλα επεκτατικά αλυσίδας αναφέρονται συχνά ως παράγοντες σκλήρυνσης στην παραγωγή ελαστομερών χυτευμένης πολυουρεθάνης επειδή αντιδρούν με το προπολυμερές τερματισμού NCO-και ολοκληρώνουν το δίκτυο σταυροειδών δεσμών.
Επομένως, το εάν ένα υλικό θεωρείται σκληρυντικός εξαρτάται από τον ρόλο του εντός της σύνθεσης και όχι από τη χημική του ταυτότητα.
Μια άλλη πηγή σύγχυσης είναι η διαφορά μεταξύ των παραγόντων σκλήρυνσης και των καταλυτών.
Αν και και τα δύο επηρεάζουν τη διαδικασία σκλήρυνσης, οι λειτουργίες τους είναι εντελώς διαφορετικές.
Ένας σκληρυντικός παράγοντας πολυουρεθάνης συμμετέχει άμεσα στη χημική αντίδραση και γίνεται μέρος της τελικής δομής του πολυμερούς. Συμβάλλει στις φυσικές ιδιότητες του τελικού προϊόντος, συμπεριλαμβανομένης της σκληρότητας, της αντοχής σε εφελκυσμό, της επιμήκυνσης, της πρόσφυσης, της χημικής αντοχής, της αντοχής στο νερό και της αντοχής.
Ένας καταλύτης πολυουρεθάνης, αντίθετα, δεν γίνεται μέρος του δικτύου πολυμερών. Η κύρια λειτουργία του είναι να επιταχύνει ή να ρυθμίζει τον ρυθμό αντίδρασης.
Οι κοινοί καταλύτες πολυουρεθάνης περιλαμβάνουν: Καταλύτες οργανοκασσιτέρου, καταλύτες βισμούθιου, καταλύτες τριτοταγούς αμίνης, καρβοξυλικά μετάλλων
Οι καταλύτες προστίθενται συνήθως σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις και επηρεάζουν κυρίως τα χαρακτηριστικά επεξεργασίας, όπως ο χρόνος γέλης, ο ελεύθερος χρόνος πρόσφυσης-, η ταχύτητα σκλήρυνσης και η διάρκεια ζωής στο δοχείο.
Χωρίς καταλύτη, ένα σύστημα πολυουρεθάνης μπορεί να εξακολουθήσει να σκληραίνει, αν και πιο αργά.
Χωρίς παράγοντα σκλήρυνσης, η αντίδραση πολυουρεθάνης δεν μπορεί να ολοκληρωθεί και το υλικό μπορεί να παραμείνει υγρό ή μόνο μερικώς σκληρυμένο.
Αυτή η θεμελιώδης διαφορά υπογραμμίζει γιατί οι παράγοντες σκλήρυνσης είναι δομικά συστατικά του δικτύου πολυουρεθάνης, ενώ οι καταλύτες είναι πρόσθετα επεξεργασίας.