Файл: Райт П. Полиуретановые эластомеры.pdf

Вв о д е

*П о л и п р о п и л е н г л и к о л ь .

**П о л и т р и м е т и л е н г л и к о л ь .

При применении двухстадийного способа синтеза можно полу­ чить материал с широким диапазоном свойств. Процесс может осу­ ществляться при комнатной и повышенной температуре. Для про­ ведения реакции при комнатной температуре можно применять ката­ лизаторы, которые вводятся в смесь полиола с удлинителем цепи. Если смесь предполагается хранить долгое время, следует исполь­ зовать стойкий, негидролизуемый катализатор.

Эту рецептуру можно модифицировать, используя наполнители или различные удлинители цепи.

Другой относительно новый диизоцианат это ТОДИ. Этот мате­ риал рекомендуется [7 ] использовать для получения очень высоко­ качественных эластомеров, предназначенных для эксплуатации в жестких условиях; сообщается, что этот диизоцианат обладает не­ сколькими преимуществами по сравнению с другими диизоцианатами, особенно по влиянию на свойства готового продукта. Он обес­ печивает получение эластомеров с лучшим сочетанием сопротивления раздиру, высокого модуля и сопротивления разрыву, а также стой­ кости к растворителям и повышенным температурам. Пока еще вслед­ ствие недостатка данных трудно сказать, станет ли ТОДИ важным исходным материалом, но он может оказаться конкурентом МДИ в области производства термопластичных полиуретанов высокого качества.

Третий новый диизоцианат, выпускаемый сейчас в полупромышлен­ ном масштабе — такенат 500 — ксилилендиизоцианат (КДИ), получае­ мый из смеси 70% м- и 30% n-ксилилендиаминов фирмой «Такеда Кемикл Индастриз», Япония |8]. Обстоятельство, что азот изоцианатной группы не присоединен непосредственно к ароматическому ядру, очевидно, объясняет стабильность окраски полиуретана при старении. Выбор смеси изомеров 70 : 30 был обусловлен как экономи­ ческими соображениями — получением промежуточного диамина,— так и трудностью получения чистого КДИ с достаточно низким со­ держанием хлора. В смеси изомеров 70 : 30 содержание хлора может составлять 0,01% и ниже. Благодаря тому, что эластомер на основе КДИ не меняет цвета, его можно использовать для покрытий; КДИ к тому же обладает повышенной реакционной способностью по срав­ нению с гексаметилендиизоцианатом и, вследствие наличия аромати­ ческого кольца эластомеры на его основе обладают более высокими механическими характеристиками. Механические свойства поли­ уретанов аналогичны получаемым с применением толуилендиизоцианата. Цена КДИ пока высока — 1,5 долл/фунт, но она, очевидно, снизится, когда производство достигнет промышленных масштабов. Сейчас трудно предполагать, представит ли интерес этот материал для производства эластомеров, но он безусловно может заменить гексаметилендиизоцианат для тех областей применения, где необхо­ димо сохранение цвета.

13.3. Полиуретаны общего назначения

Эластомеры. Полиуретановые эластомеры обычно рас­ сматриваются как материалы, обладающие высокой прочностью, пред­ назначенные для специальных целей. Это удивительно, так как из­ вестно, что можно получать полиуретаны различной структуры. Один из способов создания полиуретанов общего назначения — это полу­ чение эластомеров на основе полибутандиендиолов. Исследовались также возможности использования для этих целей простых поли-

низких температурах в сочетании со стойкостью к горячим нефтя­

линейных сополимеров на основе простых полиэфиров и терполимердиолов, с боковыми ненасыщенными связями, которые являются местами поперечного сшивания, при вулканизации перекисью или серой. Один из полиуретанов был приготовлен из смеси терполимера на основе тетрагидрофурана, окиси этилена и аллилглицидило-

с дихлорбензидином и несколько меньшим, чем стехиометрическое количество МДИ. В полученный вальцуемый каучук вводили сажу

ивулканизовали серой или перекисью.

Втабл. 13.3 сравниваются свойства этого материала — каучук «А» (RIA) с другими эластомерами. Промышленные эластомеры смешивались в соответствии с рекомендациями поставщиков; пласти­ фикаторы не вводились. Исследователи сделали вывод, что можно получить полиуретаны, обладающие хорошей прочностью, прекрас­

ными низкотемпературными свойствами, превосходной стойкостью к маслам, озону и топливам, хорошей стойкостью к тепловому ста­ рению при температурах до 120 °С в сухом воздухе и хорошим упру­ гим восстановлением вплоть до 100 °С. Хотя отдельные свойства у других материалов могли быть лучше, такого сочетания свойств, как у каучука «А», не было ни у одного другого промышленного или экспериментального эластомера. Полиуретаны совсем не обязательно считать эластомерами специального назначения, они могут быть ис­ пользованы и как эластомеры общего назначения, с хорошими свой­ ствами.

В работе [9 ] приведены более широкие возможности применения этих полиуретанов. Они, очевидно, представляют собой вальцуемые системы, перерабатываемьГе как обычные эластомеры (см. гл. 7).

Полиуретаны можно получать и перерабатывать на базе жидких компонентов с использованием оборудования для литья под давле­ нием с короткими циклами. Быстрые циклы можно обеспечить, при­ меняя высоко активные простые полиэфиры или соответствующие катализаторы. Для снижения стоимости в материал можно вводить наполнители. Для некоторых специальных изделий уже применяют и эти материалы, и эту технологию производства, но ни материал, ни оборудование еще не усовершенствованы до такой степени, чтобы их можно было использовать в крупномасштабном производстве. Однако уже достигнутые успехи могут служить основанием к даль­ нейшим разработкам.

Конструкционные полиуретаны. Диапазон полиуретанов не огра­ ничен эластомерами. Используя простые полиэфиры соответствую­ щего молекулярного веса, можно получить продукты с твердостью