1. Hvað er pólýúretan forfjölliða?
Pólýúretan forfjölliða, einnig þekkt sem pólýúretan forfjölliða, er fjölliða hálf-fullunnin vara sem myndast við hlutfallshvörf pólýísósýanats við pólýól (pólýeter eða pólýester), þar sem hvarfgjarnir virku hóparnir eru þeir sömu í báðum endum sameindakeðjunnar. Það er ekki lokaafurð, heldur milliefni sem hægt er að hvarfast frekar við með keðjuframlengingum, þverbindiefnum eða öðrum virkum efnum til að mynda endanlega pólýúretanefnið. Forfjölliða aðferðin (einnig þekkt sem tveggja-þrepa aðferðin) er algengasta nýmyndunarleiðin í pólýúretaniðnaðinum. Sameindabygging og vélrænni eiginleikar forfjölliðaaðferðarinnar eru stjórnaðari en eins-aðferðin, þar sem öll hráefnin hvarfast saman.
Ágrip: Pólýúretan forfjölliða er virkt milliefni sem myndast við hlutahvarf ísósýanats og pólýóls. Það er kjarninn í „forfjölliðaaðferðinni (tveggja-þrepa) ferlið, sem krefst lengdar keðja eða kross-tengla til að fá endanlega pólýúretanafurð.
2, Kjarnahráefni: úrval af ísósýanötum og pólýólum.
Tvö grunnhráefni til að framleiða forfjölliður eru pólýísósýanat og fáliðuð pólýól. Algengt notuð pólýísósýanöt eru tólúen díísósýanat (TDI), dífenýlmetan díísósýanat (MDI), ísófórón díísósýanat (IPDI), hexametýlen díísósýanat (HDI), o.s.frv. TDI og MDI eru almennt notuð sem endanleg NCO forfjölliður, en HDI og IPDI eru mikið notaðar í há{3}{} og vatns kerfi þeirra eiginleikar gegn-gulnun. Þegar um er að ræða pólýól eru pólýeter pólýól (eins og pólýetýlen glýkól, pólýprópýlen glýkól og tetrahýdrófúranglýkól) notuð í mjúkum kerfum, en pólýester pólýól (eins og pólýbútýlen adipat) eru notuð í hörðum kerfum sem krefjast veðurþols og vélræns styrks. Hýdroxýlgildi, sýrugildi, rakainnihald og málmjónainnihald hráefna hefur bein áhrif á gæði forfjölliða.
Ágrip: Ísósýanöt ákvarða hörku og hvarfvirkni forfjölliða, pólýól ákvarða eiginleika mjúkra hluta og enda-notkun, og hreinleiki og formeðferð hráefna er fyrsta skrefið í undirbúningi hæfra forfjölliða.
3, hvarfregla: bættu smám saman ísósýanati og hýdroxýlhópum
The synthesis of polyurethane prepolymers is basically a gradual addition reaction between isocyanate groups (-NCO) and hydroxyl groups groups (-OH) to form amino ester bonds (-NHCO-). This is an exothermic reaction in which the order of reaction activity is: primary alcohol-OH>secondary alcohol-OH>phenol-OH; phenol-OH; -NCO activity on aromatic rings>- NCO activity on cycloalkanes>- NCO virkni á feitum kolvetnum. Samkeppnisviðbrögð geta komið fram sem svar við mismunandi starfhæfum hópum. Þess vegna er nauðsynlegt að leiðbeina viðbragðsstefnunni með því að stjórna hlutfalli hráefna og tæknilegra aðstæðna. Viðbót á hvötum, svo sem lífrænum tinsamböndum oktati og tinoktóati og díbútýltíndílúrati, og tríamíni, eins og tríetýlendiamíni og tríetýlamíni, getur hraðað efnahvarfinu mjög.
Efnahvarf tilbúinna forfjölliða er hægfara viðbót útverma þrepaskipta viðbótarhvarfa milli -NCO og -OH til að mynda amínóestertengi. Mismunur á hópvirkni og vali á hvata eru lykilþættir sem stjórna hvarfstefnu og hvarfhraða.
4. Undirbúningur loka NCO forfjölliða (algeng notkun)
End NCO forfjölliða er algengasta tegundin í iðnaði og undirbúningur hennar felur í sér umfram ísósýanati til að halda lausum-NCO hópum á báðum endum hvarfsameindakeðjunnar. Dæmigert ferli er að þurrka fyrst í lofttæmi (venjulega 120 gráður, ryksugað í 2-3 klukkustundir), kæla, síðan dreypa fjölalkóhólinu hægt í umframmagn af pólýísósýanötum, hrært undir niturvörn. Á sama tíma skaltu fjarlægja hitann úr viðbrögðum í tíma til að halda hitastigi á milli 40 og 80 gráður. NCO mól eru almennt stjórnað á milli 1,5:1 og 3:1, og lokaafurðin með ókeypis NCO innihald er yfirleitt 3% til 12%. Á meðan á efnahvarfinu stendur er hægt að bæta við litlu magni af leysi (td asetoni, etýlasetati, tólúeni) til að stjórna seigjunni eða bæta við fjölliðunarhemli (td bensensúlfónýlklóríði) til að koma í veg fyrir hlaupmyndun. Endpunktur hvarfsins var ákvarðaður með því að mæla NCO innihaldið og hvarfið er stöðvað þegar fræðilegu gildi er náð.
5, Undirbúningur End OH forfjölliða.
Ólíkt endanlegum NCO forfjölliðum leyfa endanlegar OH forfjölliður umfram pólýólum að halda hýdroxýlhópum (-OH) á báðum endum hvarfsameindakeðjunnar. Aðferðin er svipuð enda NCO, nema að hlutfalli innihaldsefna er snúið við --of mikið af pólýólum, ekki nóg af ísósýanötum, og NCO er mólhlutfallinu stjórnað á milli 0,8:1 og 1:1. Vegna þess að hvarfvirkni hýdroxýlhóps er mun lægri en ísósýanathópa hefur enda hýdroxýl forfjölliðan góðan geymslustöðugleika og er ekki auðvelt að fjölliða sjálfan sig. Þau eru almennt notuð sem aðal- eða mjúkhluti tveggja þátta líms. Í hagnýtum forritum eru endanlegar OH forfjölliður venjulega fengnar með því að lengja keðjuna frekar með örlítið umfram díetýlen glýkól byggt á endanlegum NCO forfjölliðum.