Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 155

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

 

t

И

i ll

IV

Относительное

удлинение,

%

 

560

480

470

470

Сопротивление

раздиру

(обра­

 

 

 

 

зец Грейвза),

кгс/см

• •

25

26

30

36

Остаточная деформация

при

 

 

 

 

сжатии (метод В, 22

ч

при

 

 

 

 

70" С), %

 

 

 

 

18

8

6

45

6.4.4. Ячеистый

адипрен

 

 

 

Как и^в случае вулколлана,

можно изготовлять и ячеи­

стый адипрен. Первой была разработана технология с применением

нитрозана [33], активным ингредиентом которого является

N, N'-m-

метил-М, ЛГ-динитрозотерефталамид. По этой технологии

получают

ячеистый^материал в основном с открытыми порами. Материал с закрытымим порами получают при использовании воды в качестве вспе­ нивающего агента и путем уменьшения содержания мока до соответ­ ствующего уровня [34]. Можно получить закрытую ячеистую струк­ туру и с помощью вспенивающего растворителя.

Нитрозан имеет несколько недостатков. Он требует осторожного обращения и очень нестабилен. При механизированном изготовлении материала нитрозан должен подаваться в смесь в виде отдельного, третьего потока, что требует значительной модификации используе­ мого оборудования.

Вода как вспениватель тоже имеет недостатки: вода и мока кон­ курируют при взаимодействии с изоцианатом в преполимере, по­ этому соотношение воды и мока в системе имеет важное значение. Кроме того, выделение газа и рост цепи полимера протекают одновре­ менно, так что для получения продукта с хорошими свойствами не­ обходимо поддерживать очень точное равновесие между образованием газа и физико-химическими изменениями в полимере.

Этих недостатков можно избежать, если вместо воды использовать растворители — при этом получают ту же ячеистую структуру за­ крытого типа. Обычно применяют метиленхлорид, который относи­ тельно безопасен при работе и не требует больших изменений в обору­ довании.

Ниже приводится стандартная рецептура для получения микро­

ячеистого адипрена:

 

 

В е с . ч.

 

Поток

1

 

 

Адипрен L167

 

100

Метиленхлорид

 

8

Силиконовый сополимер (в качестве поверхностно-

 

активного

агента)

 

2

 

Поток

2

 

Кейтур 7 ( +

пигменты, если

надо)

9,4

Значительное изменение плотности продукта

достигается при

варьировании

количества метиленхлорида или

 

типа адипрена,

а также

при

изменении начальной температуры

преполимера

(рис. 6.7.).

Преполимер адипрена, метиленхлорид

и

поверхностно-


Плотность

образца,

г / с м 3

Рис. 6.7. Зависимость плотности микроячеистого адипрена L167 от содержания метиленхлориде:

1 — 8 ч.; 2 — 4 ч.; 3 — 10 ч.

Плотность образца, г/см3

о . "

0,5

1,0

 

Плотность

образца,

г/сн}

 

 

 

д

 

Плотность образца, г/см3

Рис. 6.8. Зависимость свойств микроячеистого адипрена L167 от плотности.

9 П, Р а й т , А . Камминг

129

активный агент смешивают и хранят при температуре переработки. Чтобы избежать потерь растворителя (т. кип. 40 °С), в сосуде для хранения поддерживается давление 0,70 кгс/см2.

При условии, что в емкости для хранения поддерживается указанное давление, для введения смеси преполимера с раствори­ телем в процесс вполне достаточно уже описанного дозирующего оборудования, температуру смеси можно менять от 50 до 90 °С, в зависимости от того, какими свойствами должен обладать конеч­ ный продукт.

После смешения материал заливают в закрытые формы при определенной, регулируемой температуре. Вспенивание завершается в пределах 20 сек, и изделие можно вынуть из формы приблизительно через 5 мин. Толщина поверхностной оболочки зависит от темпера­ туры стенки формы, которая обычно ниже температуры материала.

Свойства микроячеистого адипрена типичны для обычного эла­ стомера, но они несколько снижаются пропорционально плотности (рис. 6.8). Свойства можно модифицировать, как и в случае обычных эластомеров, меняя концентрацию диамина, что приводит к различ­ ной степени разветвленности полимера. Избыток диамина по сравне­ нию с теоретической величиной значительно увеличивает сопротив­ ление изгибу, но при этом увеличивается остаточная деформация при сжатии.

6.5.Другие преполимерные системы

Впредыдущем разделе адипрен был описан довольно

подробно, в основном, потому, что это был один из первых литье­ вых полимеров, поступивших на рынок, и явился предметом широ­ ких исследований и разработок. Существует много других преполимерных систем, которые, однако, не будут рассматриваться столь подробно. Это не значит, что они в чем-то уступают адипрену, — просто многое из того, что уже было освещено, относится и к этим системам. Технология синтеза и переработки также не описывается, указываются лишь некоторые характерные особенности.

6.5.1. Кастомеры А4 и А7

Кастомеры А4 и А 7 э т о два полиуретановых. пре­ полимера [36], выпускаемых фирмой «Изоцианат Продактс Инк.». В противоположность адипрену, основанному на простых поли­ эфирах, эти материалы — сложноэфирного типа. Интересно, что в них использованы не обычные полиэтиленили полиэтиленпропиленадипинаты, а поликапролактон. Поликапролактоны обычно более стойки к щелочному гидролизу, чем полиадипинаты, поэтому от поликапролактоновых уретанов следует ожидать большей ги­ дролитической стабильности, чем от других сложноэфирных поли­ уретанов (см. гл. 10).



Преполимеры, полученные на основе поликапролактона с при­ менением ТДИ, содержат свободный изоцианат — 4% для кастомера А4 и 7% для кастомера А7.

При использовании мока в качестве вулканизующего агента на основе кастомера А4 получают эластомер с твердостью по Шору А—88, а на основе кастомера А7 — продукт с твердостью по Шору

Д—60. Свойства

кастомера А4

и

кастомера

А7 приведены ниже:

 

 

 

 

 

 

 

К а с т о м е р

К а с т о м е р

^

 

 

 

 

 

 

А4 '

А7

Твердость

 

 

 

 

 

 

 

по Шору А

• •

 

 

 

88

»

»

Д

 

кгсісм?

 

 

60

Сопротивление

разрыву,

 

 

400

421

Относительное

удлинение, %

 

 

420

300

Сопротивление

раздиру

(D470), кгсісм

82

140

Остаточная деформация

при сжатии

(ASTM, метод

 

 

В),

%

 

 

 

 

 

30

40

 

. Таблица

6.6

 

 

 

 

 

 

Свойства полиуретанов

конатан на основе простых

 

 

и сложных полиэфиров

 

 

 

 

 

.

>.

Н а п р я ж е н и е

 

о)

а

 

ч

3

при

у д л и н е ­

М а р к а п о л и у р е т а н а

3 а

нии,

кгс/см'

к т

 

 

01'—1

On?

 

 

£ о

о> -і?

100%

300%

с «2-

 

О

К (\)

 

 

П о л и у р е т а н ы н а о с н о в е с л о ж н о г о

2

о.

5 =

 

ffl ее

X <1>

я

т

р.

3

 

 

я

О х х

О

Я (у

 

и

я а

п о л и э ф и р а

Конатан

3000

 

 

89—92

316

49

80

500

64

29

 

АН

5 *

 

 

 

АН

18**

 

 

84—87

393

49

87

500

62

30

 

АН

20 **

 

 

55—60

295

24

49

460

36

5

 

АН

21 3 *

 

 

55—60

175

21

38

460

36

7

Конатан ЗОЮ

 

 

58—62

351

10

28

650

47

44

 

АН

28 4 *

 

 

 

АН

29 4 *

 

 

70—74

351

35

91

570

70

53

 

АН

30 4 *

 

 

80—84

365

56

105

490

90

30

 

АН

31 «

 

 

94—96

351

91

147

540

153

45

Конатан

3020

 

 

38—42

 

7

 

 

22

24

 

АН

27 6 *

 

 

119

3

800

 

 

П о л и у р е т а н ы

н а о с н о в е п р о с т о г о

п о л и э ф и р а

 

Конатан

1500

 

 

86—90

 

• 56

147

440

90

26

 

АН

5*

 

 

316

 

АН

18**

 

 

82—86

358

56

84

570

85

35

Конатан

1510

 

 

 

 

126

253

480

102

41

 

АН

5

 

 

94—96

365

 

АН

18

 

 

87—90

435

70

119

510

103

45

Конатан

1530,

АН 23** . .

. . 79—92

210

49

98

460

75

24

 

*

Ароматический

д и а м и н .

 

 

 

 

 

 

 

 

**

Ароматический

диамин +

пол иол.

 

 

 

 

 

 

3

*

А м и н .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

*

Ароматический

п о л и о л .

 

 

 

 

 

 

 

в

*

Состав н е

известен .

 

 

 

 

 

 

 

9*

131


6.5.2.

Конатан

 

 

Фирма

«Конап

Инк» изготовляет ряд

преполимеров

на основе как сложных, так

и простых полиэфиров.

Ассортимент

полиуретанов расширяется путем использования различных вул­ канизующих агентов (табл. 6.6). Кроме того, фирма «Конап Инк» изготовляет и другие полиуретановые преполимеры на основе ка­ сторового масла, а также клеи и смазки для форм (для облегчения выемки изделий из форм).

6.5.3. Цианопрен

«Америкен Цианамид Компани» изготовляет ряд поли­

уретановых

преполимеров [38 ] под торговым названием цианопрен.

Ассортимент

включает марки с индексами 4590, А8, А9,

D5, D6

и D7. При использовании Мока в качестве вулканизующего

агента

получаются

продукты с диапазоном

твердости от 82 по Шору А

до 78 по Шору Д . Ассортимент материалов еще более расширяется,

если использовать для отверждения

другие вулканизующие

агенты,

а также смеси полиолов. На основе

шести преполимеров получают

ассортимент продуктов, аналогичный адипренам. Свойства этих

материалов,

вулканизованных

с помощью мока, приведены ниже:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4590

А 8

А9

D5

D6

D 7

Содержание

свободных

 

NCO-

 

 

 

 

 

 

групп,

%

 

 

 

 

 

 

 

2,7

2,9

4,2

5,1

6,0

7,1

Р е ц е п т у р а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полимер,

ч.

 

 

 

 

 

 

 

100

100

100

100

100

100

Мока, ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

9,0

8,3

12,0

14,5

17,1

20,0

% от теоретического

• • •

102

90

90

90

90

90

 

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твердость

 

 

 

 

 

 

 

88

82

90

95

96

по Шору

А'

 

 

 

 

 

»

»

 

Д

 

 

 

 

 

44

50

60

78

Напряжение

 

при

удлинении,

 

 

 

 

 

 

кгс/см2

 

 

 

 

 

 

 

 

63

• 37

70

118

172

320

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

300%

 

 

 

 

 

 

• •

126

77

126

179

330

— .

Сопротивление разрыву,

 

кгс/см2

358 457 457 457 562 671

Относительное

удлинение, %

657

650

550

450

430

270

Сопротивление

раздиру,

 

кгс/см

117

75

99

122

234

294

Die С

 

 

 

 

 

 

 

образец

с

надрезом

 

• •

45

72

81

126

Остаточная

деформация

 

при

 

 

 

 

 

 

сжатии

(метод

В,

22

ч, при

20

25

28

26

29

30

70° С),

%

 

 

 

 

 

• •

Напряжение при сжатии,

 

кгс/см2

 

14

22

28

52

179

деформация

5%

 

 

 

 

 

 

»

 

 

10%

• •

 

21

45

59

• 87

277

 

»

 

 

25%

. . . .

43

77

119

175

414