книги из ГПНТБ / Райт П. Полиуретановые эластомеры

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

ассортимент продуктов, аналогичный адипренам. Свойства этих

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

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-

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

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

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

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]:

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:

6.5.7. Вибратан

Широкий ассортимент полиуретановых преполимеров под торговым названием вибратан выпускает отделение «Наугатук Кемикл Дивижн» фирмы «Юнайтед Раббер Компани» [45]. Преполимеры изготовляются на основе как сложных, так и простых поли­ эфиров (политетраметиленгликоль), а в качестве вулканизующего

в формы) применимы также и к вибратану. Длительность отвержде­ ния зависит от вида материала и может проводиться либо при ком­ натной температуре, либо при повышенной. Вибратан 6006 рекомен­ дуется для получения жестких эластомеров: вибратан 6004 — для материалов средней жесткости, а вибратан 6005—низкой. На основе

можно получать вполне удовлетворительные продукты. Учитывая, что многие преполимеры имеют одинаковый химический состав, изделия, изготовленные из них, должны обладать одинаковыми свойствами и при эксплуатации. Однако это рекомендуется прове­ рить с помощью стендовых испытаний или в условиях эксплуатации.

6.6. Системы для одностадийного способа производства полиуретанов

Полиуретановые системы, описанные в этой главе, как было показано выше, дают продукты с похожими свойствами. Тех­ нология производства, в основном, тоже одинакова, за исключением некоторых особенностей, характерных для вулколлана. Во всех случаях вначале приготовляют преполимер из полиола и диизо­ цианата, затем следуют операции удлинения цепи и вулканизации этого полимера с помощью полиола или диамина. Процесс на первый взгляд как-будто не вызывает затруднений, но на деле получить продукты с устойчивыми высокими характеристиками довольно сложно. Все преполимерные системы очень чувствительны к ко­ лебаниям температуры, так что при использовании автоматических дозирующих устройств следует очень точно поддерживать необхо­ димую температуру.

Другой способ получения полиуретанов — одностадийный, при котором полиол основной цепи и удлинитель цепи смешиваются

диаминов или диолов метод выгоден еще и тем, что позволяет пере­ рабатывать эти кристаллические материалы с относительно высокой температурой плавления на дозирующих аппаратах, благодаря тому что смесь полиола с вулканизующим агентом не является кри­ сталлической и имеет более низкую температуру плавления. Ос­ новная трудность, связанная с этим методом, состоит в том, чтобы уравновесить реакционные способности полиола основной цепи и отвердителя с целью получения необходимой степени сшивания. Если оба материала — диолы, это, очевидно, не представляет осо­ бой трудности, но при использовании аминных вулканизующих агентов для ускорения реакции гидроксила с изоцианатом требуется вводить катализаторы.

Метод фирмы «Уайандот Кемикл корпорейшн». Фирма «Уайандот» опубликовала сведения [6, 7 ] о разработанной ею двухкомпонентной системе для одностадийного производства полиуретана: 1) ППГ и мока, 2) диизоцианат. Диизоцианат представляет собой смесь 80 : 20 2,4- и'2,6-изомеров ТДИ. Кинетика реакции довольно сложная, поскольку, с одной стороны, мока превосходит ППГ по

рация заключается в высушивании смеси полиола и диамина (со­ держание воды не более 0,02%). Это достигается с помощью тонкого пленочного дегазатора или посредством сушки материала отдель­ ными партиями под вакуумом при 120° С. Затем смесь охлаждается до комнатной температуры. До смешения с ТДИ надо ввести необ­ ходимое количество катализатора. Процесс можно осуществлять в дозирующем аппарате непрерывного действия или вручную (в не­ больших масштабах). В обоих случаях два компонента смешиваются

отверждение в термостате. В качестве наполнителя можно исполь­ зовать сажу; в таком случае ее нужно смешивать с полиолом до

не требуется очень высоких показателей свойств; низкая стоимость материала и легкость получения стимулируют его дальнейшее про­ изводство.