Файл: Свойства и применение вспененных пластических масс [сборник статей]..pdf

Таблица 1

Влияние вспенивающего агента на стабильность при хранении смесей предполимер-вспенивающий агент

по изменению NCO-rpynn

мент твердых полиолов и ПИЦ для стабильных, жизнеспособ­ ных рецептур ППУ из доступных исходных соединений.

Используя в качестве изоцианатов ТДИ и ПИЦ марки А, а в качестве ОН-содержащих компонентов простые и сложные ПЭФ и различные гликоля: ксилит, дифенилолпропан, бутандиол и триметилолпропан, были получены твердые продукты со свободными NCO- и ОН-группами с Цпл. = 50—100°.

Возможные комбинации полученных продуктов механически измельчались, смешивались и после добавки вспенивающего агента контролировались на стабильность свойств при хранении без доступа атмосферной влаги при комнатной температуре.

Стабильность при хранении определялась по потере содер­ жания в смесях свободных NCO-групп. В течение первого меся­ ца хранения потеря NCO-групп была приблизительно одинако­ вой и составляла ~ 1 5 —20% от их начального содержания. Однако это изменение объясняется скорее всего не взаимодей­ ствием компонентов, а проникновением влаги воздуха в герме­ тический контейнер со смесью при взятии проб.

Для получения ППУ к смеси твердых полиолов и ПИЦ до­ бавляли вспенивающий агент и полученную композицию нагре­ вали до 80—100°.

В качестве вспенивающих агентов использовались порошки Н3В 03 и буры. Кислота и бура при нагревании разлагаются с отщеплением воды, которая, взаимодействуя с изоцианатом, об­ разует С 02.

Структура, механические свойства и температура размягче­ ния ППУ, полученных комбинированием трех твердых ПИЦ и

56

пяти полиолов предполимерного типа не отличались высокими показателями, за исключением ППУ на основе избытка ТДИ 65/35 и полиоксипропилированного глицерина М. в. 500 (Лапрол 503). Предполимер не требует дополнительных сшивок за счет ОН-содержащих компонентов и отверждается при взаимодействии с влагой вспенивающего агента. На этом предполимере изуча­ лось влияние вспенивающего агента на стабильность смеси порошков при хранении. В качестве контрольного образца исполь­ зовалась смесь предполимера с инертным вспенивающим аген­ том— порофором ЧХЗ-57 (5% от веса предполимера). Резуль­ таты определений представлены в табл. 1. Из таблицы видно, что Н3ВОз, как и порофор, позволяет довольно длительно хра­ нить смесь в закрытом сосуде, тогда как бура, постепенно от­ давая воду в условиях хранения, уже в течение трех недель приводит смесь в состояние, непригодное для вспенивания, что объясняется постоянным образованием сшивок при взаимодей­ ствии изоцианата с влагой буры. Как отмечалось выше, изме­ нение содержания NCO-групп в смесях с Н3В03 и порофором вызывается, по-видимому, нарушением герметичности сосудов со смесями при взятии проб. Редкое вскрытие сосудов со смеся­ ми дает значительно меньшее во времени изменение в содер­ жании свободных NCO-групп. Смесь с частотой отбора проб не более 1 раза в месяц сохраняет способность вспениваться спус­ тя 9 мес., а относительное изменение свободных NCO-групп со­ ставляет ~10% от исходного значения. Та же смесь при конт­ роле в среднем через 4 дня за 36 сут. теряет тоже ~ 1 0 —11% от начального содержания свободных NCO-групп. Количество проб в том и другом случае одинаково, следовательно, можно говорить о том, что за изменение содержания NCO-групп, в пер­ вую очередь, отвечают условия хранения смесей при использонии в качестве вспенивающего агента Н3В 03.

Итак, Н3В 03 в качестве вспенивающего и отверждающего агента позволяет получить смеси, стабильность которых исчис­ ляется месяцами, тогда как стабильность смесей с бурой состав­

57

О ВЛИЯНИИ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕСТКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ППУ

Ю. Л. Есипов, Л. В. Турецкий, Е. А. Петров

Жесткие интегральные ППУ — это материалы, у которых за один рабочий цикл формования образуется прочная моно­ литная поверхностная пленка и сохраняется внутренняя ячеи­ стая структура. В отличие от обычного формования жестких ППУ, формование интегральных ППУ имеет ряд особенностей и определяется комплексным воздействием физических и хими­ ческих факторов процесса. Влияние некоторых физических фак­ торов было исследовано нами ранее (1), где показано, что на­ ряду с рецептурой на процесс образования интегральной плен­ ки и ее свойства оказывают влияние степень заполнения и температура формы, а также количество и тип вспенивающе­ го агента. При этом в зависимости от указанных факторов по­ лучаются интегральные ППУ, имеющие различную толщину, а также плотность поверхностной пленки и ячеистой сердцеви­ ны. Известно, что с увеличением степени заполнения формы существенно увеличивается давление, развиваемое в форме, ко­ торое является одним из важных факторов, обеспечивающих получение качественной наружной монолитной пленки изделия. Но создание давления в форме возможно, по-видимому, и за счет изменения химической активности компонентов вспениваю­ щейся композиции.

В данном сообщении рассматривается влияние природы ОН-груип, количества катализатора и N-содержащего простого ПЭФ на процесс вспенивания жестких ППУ и свойства получае­ мых при этом интегральных ППУ. Для синтеза ППУ использо­ вали компоненты, весовые соотношения которых показаны в таблице: простые ПЭФ — лапрол-805 и лапрамол-294 с содер­ жанием ОН-групп соответственно 10,5 и 22,4%; ДЭГ в качестве низкомолекулярной добавки с первичными ОН-груипами; фре- он-11, являющийся вспенивающим агентом; КЭП-1— ПАВ; ПИЦ с содержанием NCO-rpynn 30,1%. Катализаторами реак­ ции являлись: N — содержащий ПЭФ (лапрамол-294), триэтнламии и триэтилендиамин (ДАБКО) в виде 33% раствора в ДЭГ.

59

Процесс вспенивания жестких ППУ характеризуется кривыми 1 и 2 (рис. 1) для одной из рассматриваемых систем, причем изуче­ ние процесса вспенивания проводилось на описанной ранее уста­ новку (2). Кривая 1 представляет изменение высоты подъема пены в зависимости от продолжительности процесса, а кривая 2,

Рис. 1. Типичные кривые, характеризующие процесс вспе­ нивания жестких ППУ (приведены кривые для системы 1).

Г— изменение высоты подъема п^ны (II, мм) п зависимости от про-

•%

полученная графическим дифференцированием кривой 1, харак-

/ dH \

теризует скорость вспенивания 1— 1. Для того, чтобы иметь

возможность сравнивать различные композиции ППУ, некото­ рые авторы (3) пользуются величиной относительной скорости

вспенивания Vjjax — Н (мин-1). При рассмотрении указан­

ных систем мы также воспользовались этой величиной.

В (4,5) отмечается, что при формовании интегральных ПГ1У процесс вспенивания должен протекать достаточно быстро (вре­ мя до начала подъема пены <20(10) сек, время гелеобразования <60(30) сек.). Изменение скорости вспенивания может быть достигнуто разными путями, и в частности, за счет измене­ ния количества катализатора, вводимого в композицию, а также за счет различной реакционной способности функциональных групп компонентов, участвующих в реакции полимерообразования. Это положение подтверждается экспериментальными дан­ ными, представленными на рис. 2. В пеносистемах, характеризу­ емых кривой 1, использовалась смесь двух ПЭФ: лапрола-805 и лапрамола-294. В связи с тем, что лапрамол-294 является од-

60

Весовые соотношения использованных компонентов

Рис. 2. Влияние содержания ОН-группы (в%% на 100 г смеси ПЭФ для систем I и II)

носительную скорость вспенивания (V™*).

повременно катализатором процесса образования ППУ увеличе­ ние его содержания позволяет существенно увеличивать относи­ тельную скорость вспенивания. При этом, по-видимому, необхо­ димо учитывать то, что увеличение скорости вспенивания достигается за счет двух факторов: во-первых, в связи с увели­ чением третичного азота в системе (с 2,9% до5,8% на 100 г сме­ си полиэфиров), т.е. за счет чисто каталитического эффекта и, во-вторых, путем увеличения общего содержания ОН-групп, по­ скольку содержание ОН-групп в лампрамоле-294 примерно вдвое превышает содержание ОН-групп в лапрамоле-805 (уве­ личение ОН-групп с 14% до 17,5% на 100 г смеси полиэфиров).

61