Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 156

Скачиваний: 0

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

6.5.4. Формрез

Полиуретановые преполимеры формрез изготовляет фирма «Уитко Кемикл Компани». Они получены на основе сложного полиэфира и ТДИ и представляют собой полимеры с концевыми NCO-группами. В качестве вулканизующего агента рекомендуется применять мока. Имеется широкий ассортимент преполимеров с са­ мыми различными свойствами. Марки серии Р211, Р311, Р411 и Р611 обеспечивают материал высокого качества, но эластомеры с повышенной твердостью иногда трудно поддаются переработке вследствие высокой реакционной способности. Для марок Р310, Р410 и Р610 характерен более длительный цикл переработки, но это сопровождается некоторым снижением уровня показателей свойств. Существуют еще два вида преполимера — Р910 и Р314. На основе первого получают продукт с твердостью по Шору Д 80 при вулканизации с помощью мока. Преполимер марки Р314 поз­ воляет получить продукты с широким диапазоном свойств в зави­ симости от используемого вулканизующего агента. Ниже приведены

свойства формрез

Р314,

вулканизованного

мока

и триметилол-

пропаном:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

I I

I I I

I V

 

Р е ц е п т у р а ,

ч

 

 

 

 

Формрез

 

 

 

 

100

100

100

100

Мока

 

 

 

 

8,0

7,0

6,0

5,0

Триметилолпропан

 

 

0,35

0,7

1,0

1,3

 

Р е ж и м

 

 

 

 

 

 

Температура

смешения,

°С

 

100

100

100

100

»

отверждения, °С

 

150

150

150

150

Время отверждения, ч

 

 

1

1

1

1

 

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

Твердость по Шору А

кгс/см2 . . . .

78

76

74

71

Сопротивление

разрыву,

379

407

421

372

Напряжение

при удлинении,

кгс/см2

 

 

 

 

100%

 

 

 

 

28

24

24

21

300%

 

 

 

• •

52

45

42

40

Относительное

удлинение, %

 

630

610

580

550

Сопротивление раздиру (образец с надре­

 

 

 

 

зом), кгс/см

 

 

 

32

28

18

9

Переработку материала формрез проводят аналогично пере­ работке адипрена. Температура преполимера меняется в зависимости от его вида, но лежит в пределах 80—100 °С. Фирма-поставщик не рекомендует проводить дегазацию при этих температурах, хотя, в общем, дегазация желательна. Смесь преполимера и вулканизую­ щего агента заливают в формы при 70—100 °С После выемки из формы изделие отверждается в термостате, при этом общая продол-


жительность циклов смешения и отверждения составляет

16—24 ч

при 70° С, 4 ч при 80 °С или 3 ч при 100 °С.

 

 

 

 

Ниже приведены условия переработки и свойства некоторых

марок формрез,

вулканизованных

мока:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р211

Р410

Р610

Р611

Р910

 

j-P е ж и м

 

 

 

 

 

 

 

Жизнеспособность, мин . . . .

9

8

2—3

45 сек

 

2

Время

схватывания,

мин

• • •

15

16

6—8

2

 

3

»

выдержки

в форме,

мин

40—45

60

40—45 25—30

15—20

»

отверждения,

ч . . . .

3

3

3

3

 

2

Температура

отверждения,

°С

100

100

100

100

100

 

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

 

 

Твердость

 

 

 

 

77

 

 

 

 

 

по

Шору

А

 

 

 

91

95

97

 

»

»

Д

 

удлинении,

44

55

59

 

80

Напряжение

при

 

 

 

 

 

 

кгс/см2

 

 

 

 

30

74

126

171

351

100%

 

 

 

 

300%

 

 

 

 

44

122

253

270

400

Сопротивление разрыву, кгс/см2

403

421

428

442

703

Относительное удлинение, % • • •

770

530

440

480

500

Сопротивление

раздиру

(ASTM),

 

 

 

 

 

 

кгс/см

 

 

 

 

 

25

97

144

126

 

 

Die С

 

 

 

 

 

 

образец

с надрезом

 

45

79

108

130

 

88

 

6.5.5.

Малтратан

 

 

 

 

 

 

 

«Мобей

Кемикл Компани»

(теперь

полностью

принад­

лежащая фирме «Байер») использовала в США технологию изго­ товления полиуретанов, разработанную фирмой «Байер». «Мобей К°» выпускала два вида твердого полиуретана под названием малтратан.

Малтратан F66. Малтратан F66 — преполимер [40, 41], полу­ ченный на основе сложного полиэфира и МДИ с содержанием сво­ бодного изоцианата 6,5%. Этот преполимер вулканизуется рядом полиолов и в зависимости от примененного полиола может иметь разные свойства.

Диапазон свойств можно еще более расширить в сторону увели­

чения твердости, вводя избыток МДИ с соответствующим

количе­

ством диола. Малтратан F66

более похож

на вулколлан,

чем на

адипрен, так как для него не

рекомендуется

использовать

диамины

в качестве вулканизующих агентов и он также получен на основе сложных полиэфиров. Сходство проявляется еще и в том, что для получения более твердых материалов нужно вводить избыток диизо­ цианата. Собственно говоря, основное отличие состоит в использо­ вании вместо НД И МДИ, который придает материалу большую ста­ бильность при хранении. При использовании МДИ получаются более мягкие материалы, чем с эквивалентным количеством'НДИ,


и хотя для более мягких сортов используется бутандиол, в качестве замены ему рекомендуется специальный удлинитель цепи малтратан ХА. При более низком содержании диизоцианата в преполимере применение малтратана ХА позволяет получить более твердый продукт, чем применение бутандиола. С другой стороны, при ис­ пользовании ароматических гликолей с высокой температурой плав­ ления возникают некоторые трудности при литье под давлением. По этой причине некоторые фирмы предпочитают жидкие вулкани­ зующие агенты.

Малтратан F66, подобно другим преполимерам, имеет ограни­ ченную жизнеспособность при повышенной температуре. Макси­ мальное время хранения при 50 °С 6—7 дней, при 90 °С 8 ч, при 100 °С 2,5 ч.

Дегазация обычно проводится нагреванием преполимера под вакуумом от температуры хранения (50 °С) до температуры пере­ работки (ПО °С). Дл я смешения преполимера с удлинителем цепи рекомендуется использовать то же оборудование, что и для адипрена.

Если для получения более твердого материала требуется избы­

ток МДИ, то он вводится

в преполимер

при 110 °С, и смесь дегази­

руется при этой температуре в течение

30 мин. Свойства некоторых

разновидностей

малтратана F66 приведены ниже:

 

Р е ц е п т у р а ,

ч.

і

 

и

I I I

I V

 

 

 

 

 

Малтратан F66

 

 

100

 

100

100

100

1,4-Бутандиол

 

 

 

4,8

 

6,5

16

Диэтиленгликоль

 

 

2,0

 

—•

Малтратан ХА *

 

 

 

14,3

МДИ

 

 

 

 

28,7

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

 

Твердость

 

 

 

 

 

 

 

 

по Шору А

 

 

70—75

 

78—83

90—95

»

Д

 

 

 

50—55

Напряжение

при

удлинении,

 

 

 

 

 

кгс/см2

 

 

 

 

 

 

 

 

100%

 

 

 

28—38

 

59—63

98—112

161—168

300%

 

 

 

63—77

126—140

168—182 289—267 .

Сопротивление разрыву, кгс/см2

386—492 457—562 281—351 351—321

Относительное удлинение, %

530—630 550—650 500—600

380—480

Сопротивление раздиру

(обра­

 

 

 

 

 

зец с надрезом),

кгс/см

 

37—47

 

35—54

54—72

108—126

* А р о м а т и ч е с к и й д и о л

э к в и в а л е н т н о г о веса

99.

 

 

Малтратан F196. Малтратан F196 — преполимер [42] на основе ППГ и ТДИ. Оба материала широко используются в производстве пенополиуретанов и являются самым дешевым сырьем. Правда, полиуретаны на основе ППГ обычно обладают несколько ухудшен­ ными свойствами. Малтратан F196 представляет в этом отношении удачный компромисс.


Малтратан F196 приготовляют так же, как Малтратан F66, но в качестве вулканизующего агента используют не гликоли, а мока; не рекомендуется вводить диизоцианат в избытке. Конечный про­

дукт имеет твердость по Шору

Д 43, а другие свойства

колеблются

в зависимости

от отношения

NCO

: N H 2

(рис. 6.9).

 

 

 

Тдердость

по

Шору A

50 гL

і

і і

і і

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

Сопротивление

разрыву

^ w

 

 

2

(300%)

 

 

 

(1) и напряжение

(при

230

 

z

 

••

 

 

 

 

удлинении

2 и

3),

 

 

 

3

(100%)

 

 

 

 

нгс/смг

 

 

1ч-0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

_ i _ L

 

 

 

 

 

 

 

Относительное

удли­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нение , %

 

350

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 г

 

 

 

 

 

 

 

 

Остаточное

удлинение,%

„ г

 

 

 

 

'

I

I

I

 

 

3

*

0Л I I I ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WO

 

 

 

 

 

 

 

 

Сохранение

сопротид-

S B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•числе

L

.

 

 

 

 

 

 

 

(ASTM ЛІа і), %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сохранение

сопротид-

S0r

 

 

 

 

 

 

 

 

ления

разрыву

после

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70 v

Выдержки

S масле

50

 

 

 

 

 

 

 

 

U3TM Na

3), %

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30,

1,00

 

 

1,05

1,10

1,15

1.20

 

 

 

 

0,95

 

 

 

 

 

 

 

Соотношение

N СО: NH2

 

 

 

Рис. 6.9. Зависимость физических свойств малтратана F196 от соотноше­ ния NCO : N H 2 .

6.5.6. Солитан

Солитан 291. Солитан 291—торговое наименование полиуретанового преполимера фирмы «Тиокол Кемикл Корпо­ рейшн» [43]. Содержание свободных изоцианатных групп в нем составляет 3%; после вулканизации с помощью мока полученный продукт обладает твердостью по Шору А 80 и типичными показате­ лями сопротивления разрыву и раздиру. При применении дихлорбензидина получается материал с максимальной - твердостью (85 по Шору А), а с помощью полиолов твердость по Шору А снижается до 50 и менее.


Ниже приведены свойства солитана 291 [44]:

Р е ц е п т у р а ,

ч.

 

П

ill

 

 

 

Солитан 291

 

 

100

100

100

Триметилолпропан

 

2,43

2,30

 

Триизопропаноламин

 

1,15

9,66

Мока

 

 

 

3,3'-Дихлорбензидин

 

4,58

С в о й с т в а

 

 

 

 

Твердость по Шору А

 

55

65

80

Напряжение при удлинении, кгс/см2

 

21

30

100%

 

 

17

300%

 

 

37

42

56

Сопротивление

разрыву, кгс/см2 . . . .

350

455

331

Относительное

удлинение,

%

500

580

600

Сопротивление

раздиру, (Die С), кгс/см

34

46

67

Остаточная деформация, % (ASTM, ме­

 

20

30

тод В, 22 ч при 70° С)

 

40

Эластичность

(Башор), %

 

45

35

30

Солитан 113. Еще один преполимер, изготовляемый той же фир­ мой «Тиокол», солитан 113, с содержанием свободных изоцианатных групп 10,6%. Для этой системы разработаны специальные вулкани­ зующие агенты С 113—300 и С 113—328. Ниже приводятся характе­ ристики ряда этих соединений, различающихся количеством ис­ пользованных вулканизующих агентов:

 

 

Р е ц е п т у р а , ч.

I

II

I I I

I V

 

 

 

 

 

 

Солитан 113

 

 

 

100

100

100

100

С

113—300

 

 

 

150

36,5

21,5

С

113—328

 

 

 

7,5

10,5

15,0

 

 

С в о й с т в а

 

 

 

 

 

Твердость по Шору

после вы­

 

 

 

 

 

держки при 27 °С в течение

 

70 (А)

40 (D)

75 (D)

 

1 суток

 

 

 

16JA)

 

3

 

 

 

 

 

72 (А)

52 (D)

75 (D)

 

5

 

 

 

 

15(A)

78 (А)

56 (D)

80 (D)

 

7

 

 

 

 

15(A)

80 (А)

58 (D)

80 (D)

После

выдержки при

149 °С в те­

 

 

 

 

чение

1 ч и при комнатной

тем­

 

 

 

 

 

 

пературе

— 7

суток

 

 

 

 

Напряжение при 100% удлине­

 

 

 

ния, кгс/см2

 

 

кгс/см2

3

80 '

Сопротивление разрыву,

5

147

202

177

Удлинение при разрыве,

%

145

120

95

20

Эластичность

по отскоку (Ба­

 

 

40

30

 

шор), %

 

 

 

10

25