Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нужно стараться сделать

минимальным

по причинам, указанным

выше. Так, для плавления

преполимера,

замерзшего при О °С, в ем­

кости 208,2 л требуется 32 ч нагревания

при 50 °С, а для емкости

~1 9 л —7 ч. После того

как преполимер полностью расплавится,

его необходимо тщательно размешать, вращая контейнер в течение 1—2 ч (в зависимости от размера контейнера).

Удлинители цепи. Чаще всего для вулканизации адипренов используются диамины; особенно хорошим вулканизующим агентом общего назначения оказался мока [30]. Кроме того, что это твердый ароматический диамин, по химической структуре он сходен с о-ди- хлорбензидином, который известен канцерогенными свойствами. Это обстоятельство заставило задуматься о вредном физиологическом действии мока, и сейчас активно ищут ему замену. Ниже приведены

свойства

мока:

 

 

 

 

 

 

 

 

Внешний вид

Гранулы

(100%

пропущено

 

 

 

через

сито

с

диаметром

 

 

 

отверстий

12,7

мм)

Цвет

 

 

Светлый

рыжевато-коричневый

Запах

 

г/см3

 

 

Легкий

 

Плотность,

 

 

 

 

 

 

 

в

твердом состоянии

(24 °С) . . .

 

 

1,44

 

в расплавленном состоянии (107 °С)

 

 

1,26

 

Диапазон температур плавления, °С

 

100—109

 

Содержание влаги, % , не более

 

 

0,5

 

 

Способность

к хранению

Отличная,

 

слегка

гигроскопичен

Растворимость

Растворим

 

в

кетонах,

сложных

 

 

 

эфирах

и

ароматических

 

 

 

углеводородах

Вместо мока можно использовать другие ароматические амины, например метилендианилин (МДА), лг-фенилендиамин (МФД) или эвтектическую смесь МФД с кумолдиамином (кейтур 7). МДА на­ столько активен, что обычные композиции нельзя перерабатывать нормальными методами. Смесь этого материала с мока можно ис­ пользовать для уменьшения цикла отверждения; свойства конеч­ ного продукта почти не меняются. Преимущество кейтура 7 состоит в том, что это жидкость при комнатной температуре, но из-за высо­ кой реакционной способности его нельзя вводить в процесс вручную. Свойства конечного продукта, полученного с использованием этого материала, почти те же, что у материалов, полученных на основе мока, но усадка (остаточная деформация) при сжатии больше. До­ полнительные сведения об этих материалах приведены в этой главе ниже (см. стр. 125—127).

Для вулканизации адипрена вместо диаминов можно использовать полиолы, особенно в тех случаях, когда хотят получить более мягкий материал. Так, используя смеси 1,4-бутандиола с триметилолпропаном, можно получить материал с твердостью 60 по Шору А. Свойства материалов, полученных при помощи полиолов, в общем, низкие по сравнению с материалами, вулканизованными мока, но в некоторых областях применения, где требуются мягкие материалы,


они оказываются вполне удовлетворительными. Более подробно эти материалы описаны ниже (см. стр. 126, 127), а здесь приводится крат­ кое сравнение свойств материалов, вулканизованных диаминами

(I) и полиолами (II):

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

Средняя

 

От

средней

 

Реакционная

способность

 

 

От

средней

 

до

высокой

 

 

 

 

От

низкой

 

 

 

 

 

 

 

до

высокой

 

до

средней

 

Напряжение

при удлинении

От

среднего

 

Низкое

 

Сопротивление

разрыву

• •

до

высокого

 

От

низкого

 

 

То

же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»

 

до

среднего

 

Относительное

удлинение

 

 

 

 

 

Высокое

 

Сопротивление

раздиру

• •

Высокое

 

От

низкого

 

Стойкость к

истиранию

 

 

 

 

 

до

среднего

 

 

 

От

высокой

 

От

низкой

 

при

скольжении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до очень

высокой

 

до

средней

 

»

ударе

• • •

 

 

От

средней

От

высокой

^

Остаточная

деформация

 

при

до

высокой

до

очень высокой

 

Средняя

 

Низкая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высокая

 

От

низкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до

средней

 

 

6.4.2. Переработка

адипрена

 

 

 

 

 

Литье. Для

переработки

полимеров

адипрен

может

использоваться периодический процесс с загрузкой партиями или литьевой автомат. В обоих случаях процесс происходит в основном одинаково. Процесс делится на пять основных ступеней: 1) нагрева­ ние адипрена и мока до рабочей температуры; 2) дегазация адипрена;

3)

смешение адипрена и мока; 4) разлив этой смеси в горячие формы;

5)

отверждение продукта. Преполимерный адипрен можно нагреть

до

рабочей температуры в барабанах, в которых он поставляется,

с

помощью специально обогреваемой рубашки.

В процессе, где используется литьевой автомат, нагретый пре­ полимер перекачивается через установку для дегазации, где обычно имеется теплообменник, для доведения материала до нужной температуры и подается в литьевую машину. Мока хранится в от­ дельной емкости при температуре—ПО °С и подается в литьевую машину насосом в виде второго потока. Литьевая машина представ­ ляет собой смеситель периодического действия, в котором продукт получается отдельными партиями. Эти партии, однако, получают непрерывно, и в промежутке машина заполнена материалом. После остановки машины ее следует промыть растворителем. Есть другие литьевые машины —^непрерывного действия. В установке для дега­ зации тонкая пленка материала дегазируется вакуумом.

Смешанный материал разливается в формы, нагретые до 100 °С. Жизнеспособность смеси различна у разных видов адипрена, но в об­ щем составляет от 1 до 15 мин, а отверждение наступает между 5 и


45 мин в зависимости от вида адипрена. После этого изделия отверждаются в термостате в течение 3 ч.

При периодическом процессе необходимое количество преполи­ мера адипрена помещают в реактор из нержавеющей стали и присое­ диняют к вакуумной установке для дегазации. Чтобы полностью дега­ зировать 453 г материала, нужно держать его 10 мин при максималь­ ном абсолютном давлении 5 мм рт. ст.; для дегазации -~9 кг мате­ риала требуется 60 мин. Мока нагревают до 120 °С, при которой он сохраняет годность в течение 48 ч. Его стабильность при более вы­ соких температурах значительно меньше, так что температура 140 °С должна рассматриваться как максимальная даже для коротких перио­ дов хранения. При более высокой температуре начинается самопроиз­ вольная деструкция с выделением тепла. Жидкий мока при 120 °С вводят в дегазированный адипрен и размешивают как можно тща­ тельнее с помощью лопастной мешалки, после чего заливают в формы. При обеих операциях нужно стараться, чтобы всмесь не попал воз- ^дуЗ^-дак как повторную дегазацию проводитьг ~нельзя' из-за малой

жизнеспособности смесей, полученных с мока. Жизнеспособность по­ лученной смеси и цикл отверждения аналогичны уже описанным.

Ниже приведены режим отверждения и свойства отвержденных полимеров адипрен:

 

 

 

 

 

 

L 315

L 200

L 167

L 100

L 420

Р е ц е п т у р а

 

 

 

 

 

 

Преполимер,

ч

 

100

100

100

100

100

Мока,

ч

 

 

 

 

26

23,2

19,5

12,5

8,8

%

от

теорети­

 

 

 

 

 

 

ческой

кон­

 

 

 

 

 

 

центрации

 

90

95

97

95

100

 

мока

Р е ж и м

 

 

 

 

 

 

 

Температура

 

сме­

76

85

85

100

100

шения,

°С

 

 

 

Отверждение

 

при

1

1

1

3

3

100

°С,

ч

Жизнеспособность

 

 

 

 

 

при температуре

1

5

6

15

6 - і :

смешения,

мин

 

Срок

выдержки

в

5—15

15

30—45

45—6(

формах,

мин

 

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

 

Твердость

 

 

 

 

 

 

95

90

80

по Шору А

 

 

 

»

 

»

 

Д

 

79

58

50

43

 

Напряжение

 

при

 

 

 

 

 

удлинении-

 

 

 

 

 

 

 

кгс/см2

 

 

 

 

302

210

126

77

28

100%

 

. . . .

300%

 

. . . .

548

239

147

43

Сопротивление раз­

773

583

351

316

210

рыву,

кгс/см2

 

Относительное

 

 

270

315

400

450

800

удлинение,

%

 



 

 

L

315

L 200

L 167

L 100

L 420

Сопротивление раз-

 

 

 

 

 

диру,

кгсісм

 

 

 

 

 

образец с над­

 

 

 

 

 

резом . . .

_

_

13

_

образец Грейв-

 

 

 

 

 

за

• • •

129

107

89

Деформация

при

 

 

 

 

 

сжатии (22 ч при

 

 

 

 

 

70 9 С),

%

 

 

 

 

 

 

ASTM

D624,

 

 

 

 

 

метод

В

40

45

27

45

ASTM

D624,

 

 

 

 

 

метод А

9

9

9

 

 

(нагрузка

 

 

 

 

 

 

90

кгсісм2)

 

 

 

 

Эластичность, %

48

 

40

72

70

 

 

(по

отскоку)

 

(по

(Ерзли)

(Ерзли)

Сопротивление

 

 

отскоку)

 

 

 

 

 

 

 

истиранию (NBS

 

 

 

 

 

индекс), %

 

435

370

275

175

ПО

Формование литьевых марок адипрена в прессе. Литьевые марки адипрена могут формоваться различными способами. Простейший способ — свободное литье, но существуют и более сложные способы, например, изготовление листового материала и других изделий во вра­ щающихся центрифугах. Адипрен можно перерабатывать и формо­ ванием cjiep_eHpcoM, разливая его в жидком виде в промежуточные емкости4 и оставляя его там до желатинизации. Под давлением поршня (пуансона) желатинизированный материал передавливается в по­ лость формы. Можно применять и технику ротационного литья, ис­ пользуемую обычно для переработки поливинилхлоридных пластизолей. Однако для этого способа переработки необходимо, чтобы срок хранения смеси в жидком виде составлял по меньшей мере 10 мин, иначе невозможно получить однородное покрытие на стенках формы.

В некоторых случаях оказывается предпочтительным перерабаты­

вать адипрен как обычные каучуки,

и для этого был разработан ме­

т о д преср -фпрмпн^нид^ Г9ft, 32]. В

ходе процесса адипрен и мока

смешиваются и начинается реакция удлинения цепи, затем темпера­ туру смеси понижают, чтобы уменьшить скорость реакции роста цепи и сшивания. Горячую жидкую смесь выливают на алюминиевые противни, толщина слоя должна быть не больше 6,35 мм. Затем противни выдерживают при комнатной температуре несколько часов, пока твердость не составит 20 единиц по Шору А. После этого можно продолжать переработку. Если противни выдерживать слишком долго, твердость может дойти до 45 единиц по Шору А, а это уже слишком много, и материал не годится для дальнейшей переработки (рис. 6.4). Из рисунка следует, что срок выдержки адипрена L100, вулканизованного с помощью мока, составляет от 8 до 10 ч после заливки в противни. После этого изделия изготовляют обычным мё^" тодом прессования в формах при 120 °С. Время выдержки под