பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் மேம்பாட்டு நடவடிக்கைகள்

அழைக்கப்படும்பாலியூரிதேன்பாலியூரிதேன் என்பது பாலிஐசோசயனேட்டுகள் மற்றும் பாலியோல்களின் வினையால் உருவாகும் ஒரு பொருளாகும். இதன் மூலக்கூறு சங்கிலியில் பல தொடர்ச்சியான அமினோ எஸ்டர் குழுக்கள் (- NH-CO-O -) உள்ளன. உண்மையில் செயற்கையாகத் தயாரிக்கப்படும் பாலியூரிதேன் பிசின்களில், அமினோ எஸ்டர் குழுவுடன், யூரியா மற்றும் பையூரெட் போன்ற குழுக்களும் உள்ளன. பாலியோல்கள் என்பவை இறுதியில் ஹைட்ராக்சில் குழுக்களைக் கொண்ட நீண்ட சங்கிலி மூலக்கூறுகளாகும், இவை "மென் சங்கிலிப் பகுதிகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அதேசமயம் பாலிஐசோசயனேட்டுகள் "கடின சங்கிலிப் பகுதிகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
மென்மையான மற்றும் கடினமான சங்கிலிப் பிரிவுகளிலிருந்து உருவாக்கப்படும் பாலியூரிதேன் பிசின்களில், ஒரு சிறிய சதவீதமே அமினோ அமில எஸ்டர்களாக உள்ளன, எனவே அவற்றை பாலியூரிதேன் என்று அழைப்பது பொருத்தமானதாக இருக்காது. பரந்த பொருளில், பாலியூரிதேன் என்பது ஐசோசயனேட்டின் ஒரு சேர்க்கைப் பொருளாகும்.
பல்வேறு வகையான ஐசோசயனேட்டுகள் பாலிஹைட்ராக்ஸி சேர்மங்களுடன் வினைபுரிந்து பாலியூரித்தேனின் பல்வேறு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. இதன் மூலம், பிளாஸ்டிக், ரப்பர், பூச்சுகள், இழைகள், பசைகள் போன்ற வெவ்வேறு பண்புகளைக் கொண்ட பாலிமர் பொருட்கள் பெறப்படுகின்றன. பாலியூரித்தேன் ரப்பர்
பாலியூரிதேன் ரப்பர் என்பது ஒரு சிறப்பு வகை ரப்பர் ஆகும், இது பாலிஈதர் அல்லது பாலியெஸ்டரை ஐசோசயனேட்டுடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. வெவ்வேறு வகையான மூலப்பொருட்கள், வினை நிலைமைகள் மற்றும் குறுக்குப்பிணைப்பு முறைகள் காரணமாக இதில் பல வகைகள் உள்ளன. வேதியியல் கட்டமைப்பின் அடிப்படையில், பாலியெஸ்டர் மற்றும் பாலிஈதர் வகைகள் உள்ளன; மேலும், பதப்படுத்தும் முறையின் அடிப்படையில், கலவை வகை, வார்ப்பு வகை மற்றும் வெப்ப நெகிழி வகை என மூன்று வகைகள் உள்ளன.
செயற்கை பாலியூரிதேன் ரப்பர் பொதுவாக நேரியல் பாலியெஸ்டர் அல்லது பாலிஈதரை டைஐசோசயனேட்டுடன் வினைபுரியச் செய்து குறைந்த மூலக்கூறு எடை கொண்ட ஒரு ப்ரீபாலிமரை உருவாக்குவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. பின்னர், இது சங்கிலி நீட்டிப்பு வினைக்கு உட்படுத்தப்பட்டு அதிக மூலக்கூறு எடை கொண்ட ஒரு பாலிமரை உருவாக்குகிறது. அதன் பிறகு, பொருத்தமான குறுக்குப் பிணைப்பு முகவர்கள் சேர்க்கப்பட்டு, அதை பதப்படுத்துவதற்காக வெப்பப்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் மூலம் அது வல்கனைஸ் செய்யப்பட்ட ரப்பராக மாறுகிறது. இந்த முறை ப்ரீபாலிமராக்கம் அல்லது இரு-படி முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது.
ஒரு-படி முறையைப் பயன்படுத்துவதும் சாத்தியமாகும் – அதாவது, ஒரு வினையைத் தொடங்கி பாலியூரித்தேன் ரப்பரை உருவாக்க, நேரியல் பாலியெஸ்டர் அல்லது பாலிஈதரை டைஐசோசயனேட்டுகள், சங்கிலி நீட்டிப்பான்கள் மற்றும் குறுக்குப் பிணைப்பு முகவர்களுடன் நேரடியாகக் கலப்பது.
TPU மூலக்கூறுகளில் உள்ள A-பகுதி, பெருமூலக்கூறு சங்கிலிகளை எளிதாகச் சுழலச் செய்து, பாலியூரிதேன் ரப்பருக்கு நல்ல மீள்தன்மையை அளிக்கிறது. இது பாலிமரின் மென்மையாகும் புள்ளி மற்றும் இரண்டாம் நிலை மாற்றப் புள்ளியைக் குறைத்து, அதன் கடினத்தன்மை மற்றும் இயந்திர வலிமையையும் குறைக்கிறது. B-பகுதியானது பெருமூலக்கூறு சங்கிலிகளின் சுழற்சியைத் தடுத்து, பாலிமரின் மென்மையாகும் புள்ளி மற்றும் இரண்டாம் நிலை மாற்றப் புள்ளியை அதிகரிக்கச் செய்கிறது. இதன் விளைவாக, கடினத்தன்மை மற்றும் இயந்திர வலிமை அதிகரித்து, மீள்தன்மை குறைகிறது. A மற்றும் B-க்கு இடையேயான மோலார் விகிதத்தைச் சரிசெய்வதன் மூலம், வெவ்வேறு இயந்திரப் பண்புகளைக் கொண்ட TPU-க்களை உருவாக்க முடியும். TPU-வின் குறுக்குப் பிணைப்பு அமைப்பானது, முதன்மை குறுக்குப் பிணைப்பை மட்டுமல்லாமல், மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் உருவாகும் இரண்டாம் நிலை குறுக்குப் பிணைப்பையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். பாலியூரிதேனின் முதன்மை குறுக்குப் பிணைப்பு, ஹைட்ராக்சில் ரப்பரின் வல்கனைசேஷன் அமைப்பிலிருந்து வேறுபட்டது. அதன் அமினோ எஸ்டர் தொகுதி, பையூரெட் தொகுதி, யூரியா ஃபார்மேட் தொகுதி மற்றும் பிற செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் ஒரு சீரான மற்றும் இடைவெளியுள்ள திடமான சங்கிலிப் பகுதியில் அமைக்கப்பட்டிருப்பதால், ரப்பரின் ஒரு சீரான வலைப்பின்னல் அமைப்பு உருவாகிறது. இது சிறந்த தேய்மான எதிர்ப்பு மற்றும் பிற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டாவதாக, பாலியூரிதேன் ரப்பரில் யூரியா அல்லது கார்பமேட் குழுக்கள் போன்ற அதிக ஒத்திசைவு கொண்ட பல செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் இருப்பதால், மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையில் உருவாகும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் அதிக வலிமையைக் கொண்டுள்ளன. மேலும், ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் உருவாகும் இரண்டாம் நிலை குறுக்குப் பிணைப்புகளும் பாலியூரிதேன் ரப்பரின் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. இரண்டாம் நிலை குறுக்குப் பிணைப்பு, ஒருபுறம் பாலியூரிதேன் ரப்பருக்கு வெப்பத்தால் இறுகும் எலாஸ்டோமர்களின் பண்புகளை அளிக்கிறது. மறுபுறம், இந்தக் குறுக்குப் பிணைப்பு உண்மையான குறுக்குப் பிணைப்பு அல்ல, இது ஒரு மெய்நிகர் குறுக்குப் பிணைப்பாக அமைகிறது. குறுக்குப் பிணைப்பின் நிலை வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​இந்தக் குறுக்குப் பிணைப்பு படிப்படியாக வலுவிழந்து மறைந்துவிடுகிறது. பாலிமர் ஒரு குறிப்பிட்ட பாய்வுத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதால், அதை வெப்ப நெகிழிச் செயலாக்கத்திற்கு உட்படுத்த முடியும். வெப்பநிலை குறையும்போது, ​​இந்தக் குறுக்குப் பிணைப்பு படிப்படியாக மீண்டு மீண்டும் உருவாகிறது. சிறிதளவு நிரப்பியைச் சேர்ப்பது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான தூரத்தை அதிகரித்து, மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்கும் திறனை வலுவிழக்கச் செய்து, வலிமையில் ஒரு கூர்மையான சரிவுக்கு வழிவகுக்கிறது. பாலியூரிதேன் ரப்பரில் உள்ள பல்வேறு செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் நிலைத்தன்மையின் வரிசை, அதிகத்திலிருந்து குறைவான வரிசையில், எஸ்டர், ஈதர், யூரியா, கார்பமேட் மற்றும் பையூரெட் என ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. பாலியூரிதேன் ரப்பரின் முதிர்ச்சி செயல்முறையின் போது, ​​முதல் படியாக பையூரெட் மற்றும் யூரியாவிற்கு இடையேயான குறுக்குப் பிணைப்புகள் உடைகின்றன; அதனைத் தொடர்ந்து கார்பமேட் மற்றும் யூரியா பிணைப்புகள், அதாவது பிரதான சங்கிலி உடைதல், நிகழ்கிறது.
01 மென்மையாக்குதல்
பல பாலிமர் பொருட்களைப் போலவே, பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களும் அதிக வெப்பநிலையில் மென்மையாகி, மீள் தன்மையிலிருந்து பாகுநிலை பாய்வு நிலைக்கு மாறுகின்றன. இதன் விளைவாக, அவற்றின் இயந்திர வலிமை வேகமாக குறைகிறது. வேதியியல் கண்ணோட்டத்தில், மீள் தன்மையின் மென்மையாகும் வெப்பநிலையானது, அதன் வேதியியல் கலவை, சார்பு மூலக்கூறு எடை மற்றும் குறுக்குப் பிணைப்பு அடர்த்தி போன்ற காரணிகளை முக்கியமாகச் சார்ந்துள்ளது.
பொதுவாக, சார்பு மூலக்கூறு எடையை அதிகரிப்பது, கடினப் பகுதியின் விறைப்புத்தன்மையை அதிகரிப்பது (எடுத்துக்காட்டாக, மூலக்கூறில் ஒரு பென்சீன் வளையத்தைச் சேர்ப்பது), கடினப் பகுதியின் உள்ளடக்கத்தை அதிகரிப்பது, மற்றும் குறுக்குப் பிணைப்பு அடர்த்தியை அதிகரிப்பது ஆகிய அனைத்தும் மென்மையாகும் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கப் பயனளிக்கின்றன. வெப்ப நெகிழி எலாஸ்டோமர்களைப் பொறுத்தவரை, மூலக்கூறு அமைப்பு முக்கியமாக நேர்கோட்டுத் தன்மையுடையது, மேலும் சார்பு மூலக்கூறு எடை அதிகரிக்கப்படும்போது எலாஸ்டோமரின் மென்மையாகும் வெப்பநிலையும் அதிகரிக்கிறது.
குறுக்குப் பிணைப்பு செய்யப்பட்ட பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களைப் பொறுத்தவரை, சார்பு மூலக்கூறு எடையை விட குறுக்குப் பிணைப்பு அடர்த்தி அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, எலாஸ்டோமர்களைத் தயாரிக்கும்போது, ​​ஐசோசயனேட்டுகள் அல்லது பாலியோல்களின் செயல்பாட்டை அதிகரிப்பது, சில மீள் மூலக்கூறுகளில் வெப்பத்தால் நிலைத்திருக்கும் ஒரு வலைப்பின்னல் வேதியியல் குறுக்குப் பிணைப்புக் கட்டமைப்பை உருவாக்கும்; அல்லது, மீள் பொருளில் ஒரு நிலையான ஐசோசயனேட் குறுக்குப் பிணைப்புக் கட்டமைப்பை உருவாக்க அதிகப்படியான ஐசோசயனேட் விகிதங்களைப் பயன்படுத்துவது, எலாஸ்டோமரின் வெப்ப எதிர்ப்பு, கரைப்பான் எதிர்ப்பு மற்றும் இயந்திர வலிமையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த வழியாகும்.
PPDI (p-phenyldiisocyanate) மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​இரண்டு ஐசோசயனேட் குழுக்கள் பென்சீன் வளையத்துடன் நேரடியாக இணைவதால், உருவாகும் கடினப் பகுதியானது அதிக பென்சீன் வளைய உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது கடினப் பகுதியின் விறைப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதோடு, அதன் மூலம் எலாஸ்டோமரின் வெப்ப எதிர்ப்பையும் அதிகரிக்கிறது.
இயற்பியல் கண்ணோட்டத்தில், எலாஸ்டோமர்களின் மென்மையாகும் வெப்பநிலையானது நுண்பிரிவுப் பிரிவின் அளவைப் பொறுத்தது. அறிக்கைகளின்படி, நுண்பிரிவுப் பிரிவுக்கு உட்படாத எலாஸ்டோமர்களின் மென்மையாகும் வெப்பநிலை மிகவும் குறைவாக உள்ளது; அதன் செயலாக்க வெப்பநிலை சுமார் 70 ℃ மட்டுமே. அதேசமயம், நுண்பிரிவுப் பிரிவுக்கு உட்படும் எலாஸ்டோமர்கள் 130-150 ℃ வரை அடையக்கூடும். எனவே, எலாஸ்டோமர்களில் நுண்பிரிவுப் பிரிவின் அளவை அதிகரிப்பது, அவற்றின் வெப்ப எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்கான பயனுள்ள முறைகளில் ஒன்றாகும்.
சங்கிலிப் பகுதிகளின் சார்பு மூலக்கூறு எடைப் பரவல் மற்றும் கடினமான சங்கிலிப் பகுதிகளின் உள்ளடக்கத்தை மாற்றுவதன் மூலம், எலாஸ்டோமர்களின் நுண்பகுதிப் பிரிவின் அளவை மேம்படுத்தி, அதன் மூலம் அவற்றின் வெப்ப எதிர்ப்பை அதிகரிக்க முடியும். பாலியூரித்தேனில் நுண்பகுதிப் பிரிவு ஏற்படுவதற்கான காரணம், மென்மையான மற்றும் கடினமான பகுதிகளுக்கு இடையிலான வெப்ப இயக்கவியல் பொருந்தாமையே என்று பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர். சங்கிலி நீட்டிப்பானின் வகை, கடினமான பகுதி மற்றும் அதன் உள்ளடக்கம், மென்மையான பகுதியின் வகை மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஆகிய அனைத்தும் இதில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.
டையோல் சங்கிலி நீட்டிப்பான்களுடன் ஒப்பிடுகையில், MOCA (3,3-டைகுளோரோ-4,4-டையமினோடைஃபீனைல்மெத்தேன்) மற்றும் DCB (3,3-டைகுளோரோ-பைஃபீனைலீன்டையமின்) போன்ற டையமைன் சங்கிலி நீட்டிப்பான்கள், எலாஸ்டோமர்களில் அதிக முனைவுள்ள அமினோ எஸ்டர் குழுக்களை உருவாக்குகின்றன. இதனால், கடினப் பகுதிகளுக்கு இடையில் அதிக ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் உருவாகி, கடினப் பகுதிகளுக்கு இடையேயான இடைவினையை அதிகரித்து, எலாஸ்டோமர்களில் நுண்பிரிவுப் பிரிவின் அளவை மேம்படுத்துகின்றன. p, p-டைஹைட்ரோகுயினோன் மற்றும் ஹைட்ரோகுயினோன் போன்ற சமச்சீர் அரோமேட்டிக் சங்கிலி நீட்டிப்பான்கள், கடினப் பகுதிகளைச் சீராக்குவதற்கும் இறுக்கமாகப் பொதிவதற்கும் நன்மை பயக்கின்றன. இதன் மூலம், விளைபொருட்களின் நுண்பிரிவுப் பிரிவை மேம்படுத்துகின்றன.
அலிஃபாட்டிக் ஐசோசயனேட்டுகளால் உருவாகும் அமினோ எஸ்டர் பகுதிகள், மென்மையான பகுதிகளுடன் நல்ல இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இதன் விளைவாக, அதிக கடினமான பகுதிகள் மென்மையான பகுதிகளில் கரைந்து, நுண்பிரிவுப் பிரிவின் அளவைக் குறைக்கின்றன. அரோமேட்டிக் ஐசோசயனேட்டுகளால் உருவாகும் அமினோ எஸ்டர் பகுதிகள், மென்மையான பகுதிகளுடன் குறைந்த இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அதே சமயம் நுண்பிரிவுப் பிரிவின் அளவு அதிகமாக உள்ளது. பாலிஒலிஃபின் பாலியூரிதேன் ஏறக்குறைய முழுமையான நுண்பிரிவுப் பிரிவு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இதற்குக் காரணம், மென்மையான பகுதி ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்குவதில்லை, மேலும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் கடினமான பகுதியில் மட்டுமே ஏற்பட முடியும்.
எலாஸ்டோமர்களின் மென்மையாகும் புள்ளியில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பின் விளைவும் குறிப்பிடத்தக்கது. மென்மையான பகுதியில் உள்ள பாலிஈதர்கள் மற்றும் கார்போனைல்கள், கடினமான பகுதியில் உள்ள NH உடன் அதிக எண்ணிக்கையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்க முடிந்தாலும், அது எலாஸ்டோமர்களின் மென்மையாகும் வெப்பநிலையையும் அதிகரிக்கிறது. 200 ℃ வெப்பநிலையில் கூட ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் 40% தக்கவைக்கப்படுகின்றன என்பது உறுதி செய்யப்பட்டுள்ளது.
02 வெப்பச் சிதைவு
அமினோ எஸ்டர் தொகுதிகள் அதிக வெப்பநிலையில் பின்வரும் சிதைவுக்கு உள்ளாகின்றன:
- ஆர்.என்.எச்.சி.ஓ.ஓ.ஆர் – ஆர்.என்.சி.ஓ ஹோ-ஆர்
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
பாலியூரிதேன் அடிப்படையிலான பொருட்களின் வெப்பச் சிதைவில் மூன்று முக்கிய வடிவங்கள் உள்ளன:
① அசல் ஐசோசயனேட்டுகள் மற்றும் பாலியோல்களை உருவாக்குதல்;
② α— CH2 காரத்தில் உள்ள ஆக்சிஜன் பிணைப்பு உடைந்து, இரண்டாவது CH2-வில் உள்ள ஒரு ஹைட்ரஜன் பிணைப்புடன் இணைந்து அமினோ அமிலங்களையும் ஆல்கீன்களையும் உருவாக்குகிறது. அமினோ அமிலங்கள் சிதைவடைந்து ஒரு முதன்மை அமீன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உருவாக்குகின்றன:
③ இரண்டாம் நிலை அமீன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது.
கார்பமேட் கட்டமைப்பின் வெப்பச் சிதைவு:
ஆரைல் NHCO ஆரைல், ~120 ℃;
N-அல்கைல்-NHCO-அரைல், ~180 ℃;
அரைல் NHCO n-அல்கைல், ~200 ℃;
N-அல்கைல்-NHCO-n-அல்கைல், ~250 ℃.
அமினோ அமில எஸ்டர்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, ஐசோசயனேட்டுகள் மற்றும் பாலியோல்கள் போன்ற தொடக்கப் பொருட்களின் வகைகளைப் பொறுத்தது. அலிஃபாட்டிக் ஐசோசயனேட்டுகள், அரோமேட்டிக் ஐசோசயனேட்டுகளை விடவும், கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள், அரோமேட்டிக் ஆல்கஹால்களை விடவும் அதிக நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், அலிஃபாட்டிக் அமினோ அமில எஸ்டர்களின் வெப்பச் சிதைவு வெப்பநிலை 160-180 ℃-க்கு இடையிலும், அரோமேட்டிக் அமினோ அமில எஸ்டர்களின் வெப்பநிலை 180-200 ℃-க்கு இடையிலும் இருப்பதாக இலக்கியங்கள் தெரிவிக்கின்றன, இது மேற்கண்ட தரவுகளுடன் முரண்படுகிறது. இதற்கான காரணம் சோதனை முறையுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.
உண்மையில், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அரோமேட்டிக் MDI மற்றும் TDI-ஐ விட, அலிஃபாட்டிக் CHDI (1,4-சைக்ளோஹெக்சேன் டைஐசோசயனேட்) மற்றும் HDI (ஹெக்ஸாமெத்திலீன் டைஐசோசயனேட்) ஆகியவை சிறந்த வெப்ப எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. குறிப்பாக, சமச்சீர் அமைப்பைக் கொண்ட டிரான்ஸ் CHDI, மிகவும் வெப்ப-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட ஐசோசயனேட்டாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இதிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பாலியூரித்தேன் எலாஸ்டோமர்கள் நல்ல செயலாக்கத்திறன், சிறந்த நீராற்பகுப்பு எதிர்ப்பு, உயர் மென்மையாக்கும் வெப்பநிலை, குறைந்த கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலை, குறைந்த வெப்ப பின்னடைவு மற்றும் உயர் புற ஊதா எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன.
அமினோ எஸ்டர் தொகுதிக்குக் கூடுதலாக, பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களில் யூரியா ஃபார்மேட், பையூரெட், யூரியா போன்ற பிற செயல்பாட்டுக் குழுக்களும் உள்ளன. இந்தக் குழுக்கள் உயர் வெப்பநிலையில் வெப்பச் சிதைவுக்கு உள்ளாகலாம்:
NHCONCOO – (அலிபாடிக் யூரியா ஃபார்மேட்), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (அரோமேட்டிக் யூரியா ஃபார்மேட்), 1-120 ℃ வெப்பநிலை வரம்பில்;
- NHCONCONH – (அலிபாடிக் பையூரெட்), 10 ° C முதல் 110 ° C வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பில்;
NHCONCONH – (அரோமேட்டிக் பயூரெட்), 115-125 ℃;
NHCONH – (அலிபாடிக் யூரியா), 140-180 ℃;
- NHCONH – (அரோமேட்டிக் யூரியா), 160-200 ℃;
ஐசோசயனூரேட் வளையம் >270 ℃.
பையூரெட் மற்றும் யூரியா அடிப்படையிலான ஃபார்மேட்டின் வெப்பச் சிதைவு வெப்பநிலை, அமினோஃபார்மேட் மற்றும் யூரியாவின் வெப்பநிலையை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது, அதே சமயம் ஐசோசயனூரேட் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. எலாஸ்டோமர்களின் உற்பத்தியில், அதிகப்படியான ஐசோசயனேட்டுகள், ஏற்கனவே உருவான அமினோஃபார்மேட் மற்றும் யூரியாவுடன் மேலும் வினைபுரிந்து, யூரியா அடிப்படையிலான ஃபார்மேட் மற்றும் பையூரெட் குறுக்குப் பிணைப்பு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. இவை எலாஸ்டோமர்களின் இயந்திரவியல் பண்புகளை மேம்படுத்த முடிந்தாலும், வெப்பத்திற்கு மிகவும் நிலையற்றவையாக உள்ளன.
எலாஸ்டோமர்களில் உள்ள பையூரெட் மற்றும் யூரியா ஃபார்மேட் போன்ற வெப்பத்தால் நிலைத்தன்மையற்ற குழுக்களைக் குறைக்க, அவற்றின் மூலப்பொருட்களின் விகிதம் மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறையைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். அதிகப்படியான ஐசோசயனேட் விகிதங்களைப் பயன்படுத்த வேண்டும், மேலும் மூலப்பொருட்களில் (முக்கியமாக ஐசோசயனேட்டுகள், பாலியோல்கள் மற்றும் சங்கிலி நீட்டிப்பான்கள்) முதலில் பகுதி ஐசோசயனேட் வளையங்களை உருவாக்கவும், பின்னர் அவற்றை வழக்கமான செயல்முறைகளின்படி எலாஸ்டோமரில் அறிமுகப்படுத்தவும் முடிந்தவரை பிற முறைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும். வெப்பம் மற்றும் தீப்பிழம்புகளைத் தாங்கும் பாலியூரித்தேன் எலாஸ்டோமர்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு இதுவே மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாக மாறியுள்ளது.
03 நீராற்பகுப்பு மற்றும் வெப்ப ஆக்சிஜனேற்றம்
பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்கள் அதிக வெப்பநிலையில் அவற்றின் கடினப் பகுதிகளில் வெப்பச் சிதைவுக்கும், மென் பகுதிகளில் அதற்கேற்ற வேதியியல் மாற்றங்களுக்கும் உள்ளாகின்றன. பாலியெஸ்டர் எலாஸ்டோமர்கள் குறைந்த நீர் எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதோடு, அதிக வெப்பநிலையில் நீராற்பகுப்புக்கு உள்ளாகும் கடுமையான போக்கையும் கொண்டுள்ளன. பாலியெஸ்டர்/TDI/டையமைனின் பயன்பாட்டுக் காலம் 50 ℃ வெப்பநிலையில் 4-5 மாதங்கள் வரையிலும், 70 ℃ வெப்பநிலையில் இரண்டு வாரங்கள் வரையிலும், 100 ℃-க்கு மேல் சில நாட்கள் வரையிலும் மட்டுமே நீடிக்கும். சூடான நீர் மற்றும் நீராவியின் தாக்கத்திற்கு உள்ளாகும் போது எஸ்டர் பிணைப்புகள் அதற்கேற்ற அமிலங்கள் மற்றும் ஆல்கஹால்களாகச் சிதைவடையக்கூடும், மேலும் எலாஸ்டோமர்களில் உள்ள யூரியா மற்றும் அமினோ எஸ்டர் தொகுதிகளும் நீராற்பகுப்பு வினைகளுக்கு உள்ளாகலாம்.
RCOOR H20- → RCOOH HOR
எஸ்டர் ஆல்கஹால்
ஒரு RNHCONHR ஒரு H20- → RXHCOOH H2NR -
யுரேமைடு
ஒன்று RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
அமினோ ஃபார்மேட் எஸ்டர் அமினோ ஃபார்மேட் ஆல்கஹால்
பாலிஈதர் அடிப்படையிலான எலாஸ்டோமர்கள் குறைந்த வெப்ப ஆக்சிஜனேற்ற நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் ஈதர் அடிப்படையிலான எலாஸ்டோமர்களில் கார்பன் அணுவில் உள்ள α- ஹைட்ரஜன் எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து, ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை உருவாக்குகிறது. மேலும் சிதைவு மற்றும் பிளவுக்குப் பிறகு, அது ஆக்சைடு ரேடிக்கல்கள் மற்றும் ஹைட்ராக்சில் ரேடிக்கல்களை உருவாக்குகிறது, அவை இறுதியில் ஃபார்மேட்டுகள் அல்லது ஆல்டிஹைடுகளாகச் சிதைவடைகின்றன.
வெவ்வேறு பாலியெஸ்டர்கள் எலாஸ்டோமர்களின் வெப்ப எதிர்ப்பில் சிறிய தாக்கத்தையே ஏற்படுத்துகின்றன, அதேசமயம் வெவ்வேறு பாலிஈதர்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. TDI-MOCA-PTMEG உடன் ஒப்பிடுகையில், 121 ℃ வெப்பநிலையில் 7 நாட்களுக்குப் பதப்படுத்தப்படும்போது, ​​TDI-MOCA-PTMEG முறையே 44% மற்றும் 60% இழுவிசை வலிமை தக்கவைப்பு விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது, இதில் பிந்தையது முந்தையதை விட குறிப்பிடத்தக்க அளவு சிறப்பாக உள்ளது. இதற்குக் காரணம், PPG மூலக்கூறுகள் கிளைச் சங்கிலிகளைக் கொண்டிருப்பதுதான். இவை மீள் மூலக்கூறுகளின் சீரான அமைப்பிற்கு உகந்ததாக இல்லாமல், மீள் பொருளின் வெப்ப எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன. பாலிஈதர்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மை வரிசை: PTMEG>PEG>PPG.
பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களில் உள்ள யூரியா மற்றும் கார்பமேட் போன்ற பிற செயல்பாட்டுக் குழுக்களும் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் நீராற்பகுப்பு வினைகளுக்கு உட்படுகின்றன. இருப்பினும், ஈதர் குழு மிக எளிதாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகிறது, அதே சமயம் எஸ்டர் குழு மிக எளிதாக நீராற்பகுப்பு அடைகிறது. அவற்றின் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பு மற்றும் நீராற்பகுப்பு எதிர்ப்பின் வரிசை பின்வருமாறு:
ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்புச் செயல்பாடு: எஸ்டர்கள் > யூரியா > கார்பமேட் > ஈதர்;
நீராற்பகுப்பு எதிர்ப்பு: எஸ்டர்
பாலிஈதர் பாலியூரித்தேனின் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பையும், பாலியெஸ்டர் பாலியூரித்தேனின் நீராற்பகுப்பு எதிர்ப்பையும் மேம்படுத்துவதற்காக, PTMEG பாலிஈதர் எலாஸ்டோமரில் 1% ஃபீனாலிக் ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட் இர்கானாக்ஸ்1010-ஐ சேர்ப்பது போன்ற சேர்க்கைப் பொருட்களும் சேர்க்கப்படுகின்றன. ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்கள் இல்லாத நிலையுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த எலாஸ்டோமரின் இழுவிசை வலிமையை 3-5 மடங்கு அதிகரிக்க முடியும் (1500C வெப்பநிலையில் 168 மணி நேரம் பழக்கப்படுத்திய பிறகு கிடைத்த சோதனை முடிவுகள்). ஆனால் எல்லா ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்களும் பாலியூரித்தேன் எலாஸ்டோமர்களில் விளைவை ஏற்படுத்துவதில்லை; ஃபீனாலிக் இர்கானாக்ஸ் 1010 மற்றும் டோபான்ஓஎல்051 (ஃபீனாலிக் ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட், தடைசெய்யப்பட்ட அமீன் ஒளி நிலைப்படுத்தி, பென்சோட்ரியசோல் கலவை) மட்டுமே குறிப்பிடத்தக்க விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளன. இவற்றில் முந்தையதே சிறந்தது, ஏனெனில் ஃபீனாலிக் ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்கள் எலாஸ்டோமர்களுடன் நல்ல இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், ஃபீனாலிக் ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்களின் நிலைப்படுத்தும் பொறிமுறையில் ஃபீனாலிக் ஹைட்ராக்சில் தொகுதிகளின் முக்கியப் பங்கு காரணமாக, அமைப்பில் உள்ள ஐசோசயனேட் தொகுதிகளுடன் இந்த ஃபீனாலிக் ஹைட்ராக்சில் தொகுதியின் வினைபுரிந்து "தோல்வியடைவதைத்" தவிர்ப்பதற்காக, பாலியோல்களுக்கு ஐசோசயனேட்டுகளின் விகிதம் மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. மேலும், ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்கள் ப்ரீபாலிமர்கள் மற்றும் சங்கிலி நீட்டிப்பான்களில் சேர்க்கப்பட வேண்டும். ப்ரீபாலிமர்களின் உற்பத்தியின் போது அவை சேர்க்கப்பட்டால், அது நிலைப்படுத்தும் விளைவைப் பெரிதும் பாதிக்கும்.
பாலியெஸ்டர் பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களின் நீராற்பகுப்பைத் தடுக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சேர்க்கைப் பொருட்கள் முக்கியமாக கார்போடைமைடு சேர்மங்களாகும். இவை, பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர் மூலக்கூறுகளில் எஸ்டர் நீராற்பகுப்பினால் உருவாகும் கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து, அசைல் யூரியா வழிப்பொருட்களை உருவாக்கி, மேலும் நீராற்பகுப்பு ஏற்படுவதைத் தடுக்கின்றன. 2% முதல் 5% வரையிலான நிறை விகிதத்தில் கார்போடைமைடைச் சேர்ப்பதன் மூலம், பாலியூரிதேனின் நீர் நிலைத்தன்மையை 2-4 மடங்கு அதிகரிக்க முடியும். மேலும், டெர்ட் பியூட்டைல் ​​கேட்டகால், ஹெக்ஸாமெத்திலீன்டெட்ராமைன், அசோடைகார்பனமைடு போன்றவையும் குறிப்பிட்ட நீராற்பகுப்பு எதிர்ப்பு விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளன.
04 முக்கிய செயல்திறன் பண்புகள்
பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்கள் என்பவை, அறை வெப்பநிலையை விடக் குறைவான கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலையைக் கொண்ட நெகிழ்வுப் பகுதிகளையும், அறை வெப்பநிலையை விட அதிகமான கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலையைக் கொண்ட விறைப்புப் பகுதிகளையும் மூலக்கூறுச் சங்கிலிகளாகக் கொண்ட வழக்கமான பல தொகுதி கோபாலிமர்கள் ஆகும். அவற்றுள், ஒலிகோமெரிக் பாலியோல்கள் நெகிழ்வுப் பகுதிகளையும், டைஐசோசயனேட்டுகள் மற்றும் சிறிய மூலக்கூறு சங்கிலி நீட்டிப்பான்கள் விறைப்புப் பகுதிகளையும் உருவாக்குகின்றன. நெகிழ்வு மற்றும் விறைப்புச் சங்கிலிப் பகுதிகளின் உள்ளமைக்கப்பட்ட கட்டமைப்பே அவற்றின் தனித்துவமான செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கிறது.
(1) சாதாரண ரப்பரின் கடினத்தன்மை வரம்பு பொதுவாக ஷாவர் A20-A90 க்கு இடையில் உள்ளது, அதே நேரத்தில் பிளாஸ்டிக்கின் கடினத்தன்மை வரம்பு ஷாவர் A95 முதல் ஷாவர் D100 வரை இருக்கும். பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்கள், நிரப்பி உதவியின்றி, ஷாவர் A10 வரை குறைவாகவும் ஷாவர் D85 வரை அதிகமாகவும் அடையலாம்;
(2) பரந்த அளவிலான கடினத்தன்மைக்குள் அதிக வலிமை மற்றும் நெகிழ்ச்சித்தன்மையை இன்னும் பராமரிக்க முடியும்;
(3) சிறந்த தேய்மான எதிர்ப்பு, இயற்கை ரப்பரை விட 2-10 மடங்கு அதிகம்;
(4) நீர், எண்ணெய் மற்றும் இரசாயனங்களுக்கு சிறந்த எதிர்ப்பு;
(5) அதிக தாக்க எதிர்ப்பு, சோர்வு எதிர்ப்பு மற்றும் அதிர்வு எதிர்ப்பு, உயர் அதிர்வெண் வளைக்கும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது;
(6) -30 ℃ அல்லது -70 ℃ க்கும் குறைவான குறைந்த வெப்பநிலை உடையக்கூடிய தன்மையுடன், நல்ல குறைந்த வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன்;
(7) இது சிறந்த காப்பு செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதன் குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் காரணமாக, ரப்பர் மற்றும் பிளாஸ்டிக்கை விட சிறந்த காப்பு விளைவைக் கொண்டுள்ளது;
(8) நல்ல உயிரியல் இணக்கத்தன்மை மற்றும் உறைதல் எதிர்ப்பு பண்புகள்;
(9) சிறந்த மின் காப்பு, பூஞ்சை எதிர்ப்பு மற்றும் புற ஊதா நிலைத்தன்மை.
பாலியூரிதேன் எலாஸ்டோமர்களை, சாதாரண ரப்பரைப் போலவே பிளாஸ்டிசைசேஷன், கலத்தல் மற்றும் வல்கனைசேஷன் போன்ற செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கலாம். மேலும், ஊற்றுதல், மையவிலக்கு வார்ப்பு அல்லது தெளித்தல் போன்ற முறைகள் மூலம் அவற்றை திரவ ரப்பர் வடிவிலும் வார்க்கலாம். ஊசி மூலம் செலுத்துதல், பிதுக்குதல், உருட்டுதல், ஊது வார்ப்பு மற்றும் பிற செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி அவற்றை துகள்களாகவும் உருவாக்கலாம். இந்த வழியில், இது வேலைத் திறனை மேம்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், பொருளின் பரிமாணத் துல்லியத்தையும் தோற்றத்தையும் மேம்படுத்துகிறது.