1. Liczba hydroksylowa: 1 gram polimerycznego poliolu zawiera ilość hydroksylową (-OH) równą liczbie miligramów KOH, jednostka mgKOH/g.
2. Równoważny: średnia masa cząsteczkowa grupy funkcyjnej.
3. Zawartość izocyjanianu: zawartość izocyjanianu w cząsteczce
4. Wskaźnik izocyjanianowy: określa stopień nadmiaru izocyjanianu w formule poliuretanu, zwykle oznaczany literą R.
5. Przedłużacze łańcucha: Odnoszą się do alkoholi i amin o małej masie cząsteczkowej, które mogą wydłużać, rozszerzać lub tworzyć przestrzenne wiązania sieciowe łańcuchów cząsteczkowych.
6. Segment twardy: Segment łańcucha utworzony przez reakcję izocyjanianu, przedłużacza łańcucha i środka sieciującego na głównym łańcuchu cząsteczek poliuretanu. Grupy te mają większą energię spójności, większą objętość i większą sztywność.
7. Segment miękki: polimer węglowo-węglowy z głównym łańcuchem poliolu, elastyczność jest dobra, w głównym łańcuchu poliuretanu dla elastycznego segmentu łańcucha.
8. Metoda jednoetapowa: odnosi się do oligomeru poliolu, diizocyjanianu, przedłużacza łańcucha i katalizatora zmieszanych w tym samym czasie po bezpośrednim wtrysku do formy, w określonej temperaturze utwardzania metodą formowania.
9. Metoda prepolimeryzacji: Najpierw reakcja prepolimeryzacji oligomeru poliolu i diizocyjanianu w celu wytworzenia końcowego prepolimeru poliuretanowego na bazie NCO, wylewanie, a następnie reakcja prepolimeryzacji z przedłużaczem łańcucha, przygotowanie elastomeru poliuretanowego metodą prepolimeryzacji.
10. Metoda półprepolimerowa: różnica między metodą półprepolimerową a metodą prepolimerową polega na tym, że część poliestropoliolu lub polieteropoliolu jest dodawana do prepolimeru w postaci mieszaniny z przedłużaczem łańcucha, katalizatorem itp.
11. Formowanie wtryskowe z reakcją chemiczną: znane również jako formowanie wtryskowe z reakcją chemiczną (RIM) – formowanie wtryskowe z reakcją chemiczną. Polega ono na natychmiastowym zmieszaniu i wstrzyknięciu do formy oligomerów o niskiej masie cząsteczkowej w postaci ciekłej. W wyniku szybkiej reakcji w gnieździe formy masa cząsteczkowa materiału gwałtownie rośnie. Proces ten pozwala na wytwarzanie zupełnie nowych polimerów o nowych, charakterystycznych strukturach grupowych z ekstremalnie dużą prędkością.
12. Wskaźnik pienienia: oznacza liczbę części wody użytą w 100 częściach polieteru, którą definiuje się jako wskaźnik pienienia (IF).
13. Reakcja spieniania: ogólnie odnosi się do reakcji wody i izocyjanianu, w wyniku której powstaje podstawiony mocznik i uwalnia się CO2.
14. Reakcja żelowa: ogólnie odnosi się do reakcji tworzenia karbaminianu.
15. Czas żelowania: w pewnych warunkach materiał ciekły potrzebuje czasu, aby utworzyć żel.
16. Czas mleczny: pod koniec strefy I w fazie ciekłej mieszanki poliuretanowej pojawia się zjawisko mleczności. Ten czas w procesie wytwarzania pianki poliuretanowej nazywany jest czasem kremowym.
17. Współczynnik ekspansji łańcucha: odnosi się do stosunku ilości grup aminowych i hydroksylowych (jednostka: mo1) w składnikach przedłużacza łańcucha (w tym mieszanego przedłużacza łańcucha) do ilości NCO w prepolimerze, tj. stosunku liczby moli (liczby równoważnikowej) grupy aktywnego wodoru do NCO.
18. Polieter o niskim stopniu nienasycenia: głównie do opracowywania PTMG, cena PPG, nienasycenie zmniejszone do 0,05 mol/kg, parametry zbliżone do parametrów PTMG, zastosowanie katalizatora DMC, główna odmiana produktów serii Bayer Acclaim.
19. Rozpuszczalnik klasy estru amoniaku: produkcja rozpuszczalnika poliuretanowego wymaga uwzględnienia siły rozpuszczania i szybkości ulatniania, ale produkcja poliuretanu używanego w rozpuszczalniku powinna koncentrować się na uwzględnieniu ciężkich NC0 w poliuretanie. Nie należy wybierać rozpuszczalników, takich jak alkohole i eteroalkohole, które reagują z grupami NCO. Rozpuszczalnik nie może zawierać zanieczyszczeń, takich jak woda i alkohol, ani substancji alkalicznych, które mogłyby pogorszyć jakość poliuretanu.
Rozpuszczalnik estrowy nie może zawierać wody ani wolnych kwasów i alkoholi, które reagują z grupami NCO. Rozpuszczalnik estrowy stosowany w poliuretanach powinien być rozpuszczalnikiem o wysokiej czystości, czyli rozpuszczalnikiem o jakości estru amoniaku. Oznacza to, że rozpuszczalnik reaguje z nadmiarem izocyjanianu, a następnie ilość nieprzereagowanego izocyjanianu jest oznaczana za pomocą dibutyloaminy, aby sprawdzić, czy nadaje się do użycia. Zasada jest taka, że zużycie izocyjanianu nie ma tu zastosowania, ponieważ pokazuje, że woda w estrze, alkoholu i kwasie pochłonie całkowitą ilość izocyjanianu. Jeśli liczba gramów rozpuszczalnika potrzebna do zużycia 1µg grupy NCO jest wyrażona, wartość ta oznacza dobrą stabilność.
Jako rozpuszczalnik poliuretanowy nie stosuje się izocyjanianów o równoważniku mniejszym niż 2500.
Polarność rozpuszczalnika ma ogromny wpływ na reakcję tworzenia żywicy. Im większa polarność, tym wolniejsza reakcja. Na przykład, różnica między toluenem a metyloetyloketonem wynosi 24 razy, a polarność cząsteczki tego rozpuszczalnika jest duża, co może prowadzić do utworzenia wiązania wodorowego z grupą hydroksylową alkoholu i spowolnienia reakcji.
W przypadku rozpuszczalników polichlorowanych estrów lepiej wybrać rozpuszczalnik aromatyczny, ponieważ ich szybkość reakcji jest szybsza niż w przypadku estrów i ketonów, takich jak ksylen. Zastosowanie rozpuszczalników estrowych i ketonowych może wydłużyć żywotność podwójnie rozgałęzionego poliuretanu w procesie produkcji. W produkcji powłok, wybór wspomnianego wcześniej „rozpuszczalnika amoniakalnego” jest korzystny dla przechowywanych stabilizatorów.
Rozpuszczalniki estrowe charakteryzują się wysoką rozpuszczalnością, umiarkowaną szybkością ulatniania, niską toksycznością i są częściej stosowane; cykloheksanon jest również częściej stosowany; rozpuszczalniki węglowodorowe mają niską zdolność rozpuszczania substancji stałych, rzadziej są stosowane samodzielnie, a częściej z innymi rozpuszczalnikami.
20. Środek spieniający fizyczny: środek spieniający fizyczny to pory pianki, które powstają w wyniku zmiany formy fizycznej substancji, tj. poprzez rozprężanie sprężonego gazu, ulatnianie się cieczy lub rozpuszczanie ciała stałego.
21. Środki spieniające chemiczne: środki spieniające chemiczne to takie, które po rozkładzie na skutek ogrzewania mogą uwalniać gazy, takie jak dwutlenek węgla i azot, i tworzyć drobne pory w składzie polimerowym związku.
22. Sieciowanie fizyczne: w miękkim łańcuchu polimeru występują pewne twarde łańcuchy, a twardy łańcuch ma te same właściwości fizyczne, co wulkanizowana guma po sieciowaniu chemicznym w temperaturze poniżej temperatury mięknienia lub temperatury topnienia.
23. Sieciowanie chemiczne: odnosi się do procesu łączenia dużych łańcuchów cząsteczkowych za pomocą wiązań chemicznych pod wpływem światła, ciepła, promieniowania wysokoenergetycznego, siły mechanicznej, ultradźwięków i środków sieciujących w celu utworzenia sieci lub polimeru o określonej strukturze.
24. Wskaźnik pienienia: liczba części wody odpowiadająca 100 częściom polieteru jest definiowana jako wskaźnik pienienia (IF).
25. Jakie rodzaje izocyjanianów są powszechnie stosowane pod względem struktury?
Odp.: alifatyczny: HDI, alicykliczny: IPDI, HTDI, HMDI, aromatyczny: TDI, MDI, PAPI, PPDI, NDI.
26. Jakie rodzaje izocyjanianów są powszechnie stosowane? Napisz ich wzór strukturalny.
A: Diizocyjanian toluenu (TDI), diizocyjanian difenylometanu-4,4' (MDI), poliizocyjanian polifenylometanu (PAPI), skroplony MDI, diizocyjanian heksametylenu (HDI).
27. Co oznaczają TDI-100 i TDI-80?
A: TDI-100 składa się z toluenodiizocyjanianu o strukturze 2,4; TDI-80 to mieszanina składająca się w 80% z toluenodiizocyjanianu o strukturze 2,4 i w 20% z toluenodiizocyjanianu o strukturze 2,6.
28. Jakie są cechy TDI i MDI w syntezie materiałów poliuretanowych?
A: Reaktywność 2,4-TDI i 2,6-TDI. Reaktywność 2,4-TDI jest kilkakrotnie wyższa niż 2,6-TDI, ponieważ grupa NCO w pozycji 4 w 2,4-TDI jest daleko od grupy NCO w pozycji 2 i grupy metylowej, a opór steryczny jest praktycznie zerowy, podczas gdy grupa NCO w 2,6-TDI jest pod wpływem efektu sterycznego grupy orto-metylowej.
Dwie grupy NCO w MDI są oddalone od siebie i nie ma wokół nich podstawników, więc aktywność obu grup NCO jest stosunkowo duża. Nawet jeśli w reakcji uczestniczy jedna grupa NCO, aktywność pozostałych grup NCO maleje, a ich aktywność jest nadal stosunkowo wysoka. Dlatego reaktywność prepolimeru poliuretanowego MDI jest większa niż prepolimeru TDI.
29. Która odporność na żółknięcie HDI, IPDI, MDI, TDI, NDI jest lepsza?
A: HDI (należy do niezmiennych żółtych diizocyjanianów alifatycznych), IPDI (wykonany z żywicy poliuretanowej o dobrej stabilności optycznej i odporności chemicznej, stosowany ogólnie do produkcji wysokiej jakości żywicy poliuretanowej nieodbarwiającej się).
30. Cel modyfikacji MDI i typowe metody modyfikacji
A: Skroplony MDI: Zmodyfikowane przeznaczenie: skroplony czysty MDI to zmodyfikowany skroplony MDI, który eliminuje pewne wady czystego MDI (stały stan w temperaturze pokojowej, topnieje podczas użytkowania, wielokrotne ogrzewanie wpływa na wydajność) i stanowi podstawę dla szerokiego zakresu modyfikacji mających na celu ulepszenie i zwiększenie wydajności materiałów poliuretanowych na bazie MDI.
Metody:
① modyfikowany uretanem skroplony MDI.
② modyfikowany karbodiimidem i uretonoiminą skroplony MDI.
31. Jakie rodzaje polimeropolioli są powszechnie stosowane?
A: Poliol poliestrowy, poliol polieterowy
32. Ile jest przemysłowych metod produkcji polioli poliestrowych?
A: Metoda topienia próżniowego B, metoda topienia gazu nośnego C, metoda destylacji azeotropowej
33. Jakie są szczególne struktury na cząsteczkowym łańcuchu głównym poliestrów i polieterów polioli?
A: Poliol poliestrowy: Wielkocząsteczkowy związek alkoholowy zawierający grupę estrową na szkielecie cząsteczki i grupę hydroksylową (-OH) na grupie końcowej. Poliole polieterowe: Polimery lub oligomery zawierające wiązania eterowe (-O-) i pasma końcowe (-OH) lub grupy aminowe (-NH2) w strukturze szkieletu cząsteczki.
34. Jakie są rodzaje polieteropolioli ze względu na ich właściwości?
A: Wysoce aktywne poliole polieterowe, szczepione poliole polieterowe, poliole polieterowe o zmniejszonej palności, heterocykliczne modyfikowane poliole polieterowe, poliole politetrahydrofuranow e.
35. Ile jest rodzajów zwykłych polieterów w zależności od czynnika wyjściowego?
A: Glikol polipropylenowy, triol polipropylenowy, polieteropoliol o twardych pęcherzykach, polieteropoliol o niskim stopniu nienasycenia.
36. Jaka jest różnica między polieterami zakończonymi grupą hydroksylową i polieterami zakończonymi grupą aminową?
Polietery aminokońcowe to etery allilowe polioksydowe, w których koniec hydroksylowy zastąpiono grupą aminową.
37. Jakie rodzaje katalizatorów poliuretanowych są powszechnie stosowane? Które powszechnie stosowane odmiany są wśród nich uwzględnione?
A: Katalizatory amin trzeciorzędowych, powszechnie stosowane odmiany to: trietylenodiamina, dimetyloetanoloamina, n-metylomorfolina, N, n-dimetylocykloheksamina
Związki alkilowe metali, powszechnie stosowane odmiany to: katalizatory cynoorganiczne, które można podzielić na oktanian cynawy, oleinian cynawy, dilaurynian dibutylocyny.
38. Jakie są powszechnie stosowane przedłużacze łańcucha poliuretanowego lub środki sieciujące?
A: Poliole (1,4-butanodiol), alkohole alicykliczne, alkohole aromatyczne, diaminy, alkoholoaminy (etanoloamina, dietanoloamina)
39. Mechanizm reakcji izocyjanianów
A: Reakcja izocyjanianów ze związkami wodoru aktywnego jest spowodowana atakiem centrum nukleofilowego cząsteczki związku wodoru aktywnego na atom węgla NCO. Mechanizm reakcji jest następujący:
40. Jak struktura izocyjanianu wpływa na reaktywność grup NCO?
A: Elektroujemność grupy AR: jeśli grupa R jest grupą absorbującą elektrony, gęstość chmury elektronowej atomu C w grupie -NCO jest niższa i jest ona bardziej podatna na atak nukleofilów, tzn. łatwiej jest przeprowadzać reakcje nukleofilowe z alkoholami, aminami i innymi związkami. Jeśli R jest grupą donorową elektronów i jest przenoszona przez chmurę elektronową, gęstość chmury elektronowej atomu C w grupie -NCO wzrośnie, czyniąc ją mniej podatną na atak nukleofilów, a jej zdolność do reakcji ze związkami aktywnego wodoru zmniejszy się. B. Efekt indukcyjny: Ponieważ diizocyjanian aromatyczny zawiera dwie grupy NCO, gdy pierwszy gen -NCO uczestniczy w reakcji, ze względu na sprzężony efekt pierścienia aromatycznego, grupa -NCO, która nie uczestniczy w reakcji, będzie odgrywać rolę grupy absorbującej elektrony, tak że aktywność reakcyjna pierwszej grupy NCO jest zwiększona, co jest efektem indukcyjnym. C. Efekt steryczny: W cząsteczkach aromatycznych diizocyjanianów, jeśli dwie grupy -NCO znajdują się jednocześnie w pierścieniu aromatycznym, wpływ jednej grupy NCO na reaktywność drugiej grupy NCO jest często bardziej znaczący. Jednakże, gdy dwie grupy NCO znajdują się w różnych pierścieniach aromatycznych w tej samej cząsteczce lub są rozdzielone łańcuchami węglowodorowymi lub pierścieniami aromatycznymi, oddziaływanie między nimi jest niewielkie i maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego lub liczby pierścieni aromatycznych.
41. Rodzaje związków wodoru aktywnego i reaktywność NCO
A: Alifatyczny NH₂ > Grupa aromatyczna Bozui OH > Woda > Drugorzędowe OH > Fenol OH > Grupa karboksylowa > Podstawiony mocznik > Amido > Karbaminian. (Jeśli gęstość chmury elektronowej centrum nukleofilowego jest wyższa, elektroujemność jest większa, a aktywność reakcji z izocyjanianem jest wyższa, a szybkość reakcji szybsza; w przeciwnym razie aktywność jest niska).
42. Wpływ związków hydroksylowych na ich reaktywność z izocyjanianami
A: Reaktywność związków wodoru aktywnego (ROH lub RNH2) jest związana z właściwościami R. Gdy R jest grupą elektronoakceptorową (niska elektroujemność), trudno jest przenosić atomy wodoru, a reakcja między związkami wodoru aktywnego i NCO jest trudniejsza. Jeśli R jest podstawnikiem elektronodonorowym, reaktywność związków wodoru aktywnego z NCO może ulec poprawie.
43. Do czego służy reakcja izocyjanianu z wodą?
A: To jedna z podstawowych reakcji w procesie wytwarzania pianki poliuretanowej. W wyniku reakcji powstaje niestabilny kwas karbaminowy, który następnie rozpada się na CO2 i aminy, a jeśli izocyjanian jest w nadmiarze, powstała amina reaguje z izocyjanianem, tworząc mocznik.
44. Podczas przygotowywania elastomerów poliuretanowych należy ściśle kontrolować zawartość wody w poliolach polimerowych.
A: Elastomery, powłoki i włókna nie wymagają tworzenia pęcherzyków, dlatego zawartość wody w surowcach musi być ściśle kontrolowana i zwykle wynosi mniej niż 0,05%.
45. Różnice w efektach katalitycznych katalizatorów aminowych i cynowych na reakcje izocyjanianowe
A: Katalizatory na bazie amin trzeciorzędowych mają wysoką wydajność katalityczną w reakcji izocyjanianu z wodą, natomiast katalizatory cynowe mają wysoką wydajność katalityczną w reakcji izocyjanianu z grupą hydroksylową.
46. Dlaczego żywicę poliuretanową można uważać za polimer blokowy i jakie są cechy jej struktury łańcuchowej?
Odpowiedź: Ponieważ segment łańcucha żywicy poliuretanowej składa się z segmentów twardych i miękkich, segment twardy odnosi się do segmentu łańcucha utworzonego w wyniku reakcji izocyjanianu, przedłużacza łańcucha i środka sieciującego na głównym łańcuchu cząsteczek poliuretanu. Grupy te charakteryzują się większą energią kohezji, większą objętością i większą sztywnością. Segment miękki odnosi się do polimeru poliolu o głównym łańcuchu węgiel-węgiel, który charakteryzuje się dobrą elastycznością i stanowi elastyczny segment w głównym łańcuchu poliuretanu.
47. Jakie czynniki wpływają na właściwości materiałów poliuretanowych?
A: Energia spójności grupy, wiązanie wodorowe, krystaliczność, stopień usieciowania, masa cząsteczkowa, segment twardy, segment miękki.
48. Jakie surowce stanowią segmenty miękkie i twarde w głównym łańcuchu materiałów poliuretanowych?
A: Segment miękki składa się z oligomerycznych polioli (poliestrów, polieterodioli itp.), a segment twardy składa się z poliizocyjanianów lub ich kombinacji z małymi cząsteczkami wydłużającymi łańcuch.
49. Jak segmenty miękkie i twarde wpływają na właściwości materiałów poliuretanowych?
A: Segment miękki: (1) Masa cząsteczkowa segmentu miękkiego: zakładając, że masa cząsteczkowa poliuretanu jest taka sama, jeśli segment miękki jest poliestrem, wytrzymałość poliuretanu wzrośnie wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej diolu poliestrowego; jeśli segment miękki jest polieterem, wytrzymałość poliuretanu maleje wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej diolu polieterowego, ale wydłużenie wzrasta. (2) Krystaliczność segmentu miękkiego: Ma ona większy wpływ na krystaliczność liniowego segmentu łańcucha poliuretanowego. Ogólnie rzecz biorąc, krystalizacja jest korzystna dla poprawy wydajności produktów poliuretanowych, ale czasami krystalizacja zmniejsza elastyczność materiału w niskich temperaturach, a polimer krystaliczny jest często nieprzezroczysty.
Segment twardy: Segment łańcucha twardego zazwyczaj wpływa na temperaturę mięknienia i topnienia oraz właściwości wysokotemperaturowe polimeru. Poliuretany otrzymywane z izocyjanianów aromatycznych zawierają sztywne pierścienie aromatyczne, co zwiększa wytrzymałość polimeru w segmencie twardym, a wytrzymałość materiału jest zazwyczaj większa niż w przypadku poliuretanów izocyjanianowych alifatycznych. Jednak odporność na degradację pod wpływem promieniowania ultrafioletowego jest słaba i łatwo żółknie. Poliuretany alifatyczne nie żółkną.
50. Klasyfikacja pianki poliuretanowej
A: (1) pianka twarda i pianka miękka, (2) pianka o wysokiej gęstości i pianka o niskiej gęstości, (3) pianka poliestrowa, pianka polieterowa, (4) pianka TDI, pianka MDI, (5) pianka poliuretanowa i pianka poliizocyjanurowa, (6) produkcja metodą jednoetapową i metodą prepolimeryzacji, metoda ciągła i produkcja przerywana, (8) pianka blokowa i pianka formowana.
51. Podstawowe reakcje w wytwarzaniu piany
A: Odnosi się to do reakcji -NCO z -OH, -NH2 i H2O, a w przypadku reakcji z poliolami „reakcja żelowania” w procesie spieniania odnosi się zazwyczaj do reakcji tworzenia karbaminianu. Ponieważ surowiec do produkcji pianki wykorzystuje wielofunkcyjne surowce, uzyskuje się usieciowaną sieć, która umożliwia szybkie żelowanie układu spieniającego.
Reakcja spieniania zachodzi w układzie spieniającym w obecności wody. Tak zwana „reakcja spieniania” ogólnie odnosi się do reakcji wody i izocyjanianu, w wyniku której powstaje podstawiony mocznik i uwalniany jest CO2.
52. Mechanizm nukleacji pęcherzyków
Surowiec reaguje w cieczy lub w zależności od temperatury wytworzonej w reakcji, tworząc substancję gazową i ulatniając gaz. Wraz z postępem reakcji i wytwarzaniem dużej ilości ciepła reakcji, ilość substancji gazowych i ulatnianie się gazu stale rosną. Gdy stężenie gazu wzrasta powyżej stężenia nasycenia, w fazie roztworu zaczyna formować się trwały pęcherzyk, który unosi się.
53. Rola stabilizatora piany w przygotowaniu pianki poliuretanowej
A: Ma działanie emulgujące, dzięki czemu zwiększa się wzajemna rozpuszczalność składników materiału piankowego. Po dodaniu silikonowego środka powierzchniowo czynnego, który znacznie zmniejsza napięcie powierzchniowe γ cieczy, zmniejsza się zwiększona energia swobodna wymagana do rozproszenia gazu, dzięki czemu powietrze rozproszone w surowcu ma większą szansę na tworzenie się jąder podczas procesu mieszania, co przyczynia się do powstawania małych pęcherzyków i poprawia stabilność piany.
54. Mechanizm stabilności piany
A: Dodanie odpowiednich środków powierzchniowo czynnych sprzyja powstawaniu dyspersji drobnych pęcherzyków.
55. Mechanizm powstawania pianki otwartokomórkowej i zamkniętokomórkowej
A: Mechanizm powstawania pianki otwartokomórkowej: W większości przypadków, gdy w pęcherzyku panuje duże ciśnienie, wytrzymałość ścianki pęcherzyka utworzonej w wyniku reakcji żelowej nie jest wysoka, a folia ścianki nie wytrzymuje rozciągania spowodowanego rosnącym ciśnieniem gazu. W takim przypadku folia ścianki pęcherzyka zostaje rozciągnięta, a gaz ulatnia się z pęknięcia, tworząc piankę otwartokomórkową.
Mechanizm powstawania pianki o zamkniętych komórkach: W przypadku układu twardych pęcherzyków, ze względu na reakcję polieteropolioli z poliizocyjanianem wielofunkcyjnym i o niskiej masie cząsteczkowej, szybkość żelowania jest stosunkowo duża, a gaz w pęcherzyku nie może przebić ścianki pęcherzyka, tworząc w ten sposób piankę o zamkniętych komórkach.
56. Mechanizm spieniania fizycznego środka spieniającego i chemicznego środka spieniającego
A: Środek spieniający fizyczny: Środek spieniający fizyczny to pory pianki, które powstają w wyniku zmiany formy fizycznej danej substancji, tj. poprzez rozprężanie sprężonego gazu, ulatnianie się cieczy lub rozpuszczanie ciała stałego.
Środki spieniające: Środki spieniające to związki, które po rozłożeniu pod wpływem ciepła uwalniają gazy, takie jak dwutlenek węgla i azot, i tworzą drobne pory w składzie polimeru.
57. Sposób przygotowania miękkiej pianki poliuretanowej
A: Metoda jednoetapowa i metoda prepolimerowa
Metoda prepolimerowa: polega na reakcji polieteropoliolu i nadmiaru TDI, w wyniku której powstaje prepolimer zawierający wolne grupy NCO, a następnie mieszany z wodą, katalizatorem, stabilizatorem itp. w celu wytworzenia pianki. Metoda jednoetapowa: różnorodne surowce są bezpośrednio mieszane w głowicy mieszającej poprzez obliczenia, a następnie wytwarzana jest pianka, którą można podzielić na ciągłą i przerywaną.
58. Charakterystyka spieniania poziomego i pionowego
Metoda płyty dociskowej zrównoważonej: charakteryzuje się zastosowaniem papieru wierzchniego i górnej płyty osłonowej. Metoda rowka przelewowego: charakteryzuje się zastosowaniem rowka przelewowego i płyty dociskowej taśmy przenośnika.
Charakterystyka spieniania pionowego: można użyć małego przepływu, aby uzyskać duży przekrój bloków pianki, a zazwyczaj używa się poziomej maszyny do spieniania, aby uzyskać ten sam przekrój bloku. Poziom przepływu jest od 3 do 5 razy większy niż w przypadku spieniania pionowego. Ze względu na duży przekrój bloku pianki nie ma górnej ani dolnej warstwy, a warstwa krawędziowa jest cienka, co znacznie zmniejsza straty podczas cięcia. Sprzęt zajmuje niewielką powierzchnię, wysokość instalacji wynosi około 12–13 m, a koszt inwestycji w instalację i sprzęt jest niższy niż w przypadku poziomego procesu spieniania. Łatwa wymiana leja i modelu umożliwia produkcję cylindrycznych lub prostokątnych brył pianki, zwłaszcza okrągłych wlewków pianki do cięcia obrotowego.
59. Podstawowe punkty doboru surowców do przygotowania miękkiego spieniania
A: Poliol: polieteropoliol do zwykłej pianki blokowej, masa cząsteczkowa wynosi zazwyczaj 3000 ~ 4000, głównie polieterotriol. Polieterotriol o masie cząsteczkowej 4500 ~ 6000 jest stosowany do pianki o wysokiej sprężystości. Wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i sprężystość pianki wzrasta. Reaktywność podobnych polieterów maleje. Wraz ze wzrostem stopnia funkcyjnego polieteru, reakcja jest względnie przyspieszona, stopień usieciowania poliuretanu wzrasta, twardość pianki wzrasta, a wydłużenie maleje. Izocyjanian: Surowcem izocyjanianowym do miękkiej pianki poliuretanowej blokowej jest głównie toluenodiizocyjanian (TDI-80). Stosunkowo niska aktywność TDI-65 jest stosowana wyłącznie do pianki poliestrowo-poliuretanowej lub specjalnej pianki polieterowej. Katalizator: Korzyści katalityczne wynikające ze spieniania miękkiej pianki poliuretanowej można podzielić na dwie kategorie: związki metaloorganiczne, z których najczęściej stosuje się kaprylan cyny(II); aminy trzeciorzędowe, powszechnie stosowane jako etery dimetyloaminoetylowe. Stabilizator piany: W piance poliuretanowo-poliuretanowej stosuje się głównie surfaktanty inne niż krzem, a w piance polieterowej – kopolimer olefin utlenionych i organokrzemianowych. Środek spieniający: Generalnie, gdy gęstość pęcherzyków w miękkich blokach poliuretanowych przekracza 21 kg na metr sześcienny, jako środek spieniający stosuje się wyłącznie wodę; związki o niskiej temperaturze wrzenia, takie jak chlorek metylenu (MC), są stosowane jako pomocnicze środki spieniające wyłącznie w formulacjach o niskiej gęstości.
60. Wpływ warunków środowiskowych na właściwości fizyczne pianek blokowych
A: Wpływ temperatury: reakcja spieniania poliuretanu przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury materiału, co stwarza ryzyko zapalenia się rdzenia i pożaru w przypadku wrażliwych formulacji. Wpływ wilgotności powietrza: Wraz ze wzrostem wilgotności, w wyniku reakcji grupy izocyjanianowej w piance z wodą w powietrzu, twardość pianki maleje, a wydłużenie wzrasta. Wytrzymałość pianki na rozciąganie rośnie wraz ze wzrostem zawartości grupy mocznikowej. Wpływ ciśnienia atmosferycznego: W przypadku tej samej formuły, podczas spieniania na większej wysokości, gęstość ulega znacznemu zmniejszeniu.
61. Główna różnica pomiędzy systemem surowców stosowanym do pianki miękkiej formowanej na zimno i pianki formowanej na gorąco
A: Surowce używane w formowaniu metodą utwardzania na zimno charakteryzują się wysoką reaktywnością i nie wymagają zewnętrznego ogrzewania podczas utwardzania. Dzięki ciepłu generowanemu przez system, reakcja utwardzania może zostać zakończona w krótkim czasie, a forma może zostać zwolniona w ciągu kilku minut od wstrzyknięcia surowców. Reaktywność surowców w piance formowanej na gorąco jest niska, a mieszanina reakcyjna musi być podgrzewana razem z formą po jej spienianiu w formie. Produkt piankowy może zostać zwolniony po pełnym dojrzeniu w kanale wypiekowym.
62. Jakie są cechy pianki miękkiej formowanej na zimno w porównaniu z pianką formowaną na gorąco?
A: ① Proces produkcji nie wymaga zewnętrznego ciepła, co pozwala zaoszczędzić dużo ciepła; ② Wysoki współczynnik ugięcia (współczynnik zapadania się), dobry komfort użytkowania; ③ Wysoki współczynnik odbicia; ④ Pianka bez środka zmniejszającego palność ma również pewne właściwości zmniejszające palność; ⑤ Krótki cykl produkcyjny, co pozwala zaoszczędzić na formie i obniżyć koszty.
63. Charakterystyka i zastosowanie odpowiednio miękkiej i twardej bańki
A: Charakterystyka miękkich pęcherzyków: Struktura komórkowa miękkich pęcherzyków poliuretanowych jest w większości otwarta. Charakteryzuje się niską gęstością, dobrym odkształceniem sprężystym, pochłanianiem dźwięku, przepuszczalnością powietrza, zatrzymywaniem ciepła i innymi właściwościami. Zastosowanie: Stosowane głównie w meblarstwie, materiałach na poduszki, materiałach na poduszki siedzeń samochodowych, różnorodnych miękkich wyściółkach z laminowanych materiałów kompozytowych. Miękkie pianki przemysłowe i cywilne są również stosowane jako materiały filtracyjne, materiały dźwiękochłonne, materiały przeciwwstrząsowe, materiały dekoracyjne, materiały opakowaniowe i materiały termoizolacyjne.
Cechy sztywnej pianki: pianka poliuretanowa charakteryzuje się lekkością, wysoką wytrzymałością właściwą i dobrą stabilnością wymiarową; doskonałe właściwości termoizolacyjne sztywnej pianki poliuretanowej; duża siła klejenia; dobra odporność na starzenie, długi okres użytkowania w warunkach adiabatycznych; mieszanina reakcyjna charakteryzuje się dobrą płynnością i może płynnie wypełniać wnęki lub przestrzenie o złożonych kształtach. Surowiec do produkcji twardej pianki poliuretanowej charakteryzuje się wysoką reaktywnością, szybkim utwardzaniem oraz wysoką wydajnością i możliwością masowej produkcji w fabryce.
Zastosowania: Używany jako materiał izolacyjny do lodówek, zamrażarek, kontenerów chłodniczych, chłodni, rurociągów naftowych i rurociągów z gorącą wodą, izolacji ścian i dachów budynków, płyt izolacyjnych typu sandwich itp.
64. Kluczowe punkty projektowania formuły twardych baniek
A: Poliole: polieteropoliole stosowane do formulacji twardych pianek to na ogół poliole polipropylenowe o wysokiej energii i wysokiej wartości hydroksylowej (niskiej masie cząsteczkowej); Izocyjanian: Obecnie izocyjanianem stosowanym do twardych baniek jest głównie polimetylenopolifenylopoliizocyjanian (powszechnie znany jako PAPI), czyli surowy MDI i spolimeryzowany MDI; Środki spieniające :(1) Środek spieniający CFC (2) Środki spieniające HCFC i HFC (3) środek spieniający pentan (4) woda; Stabilizator piany: Stabilizator piany stosowany do formulacji sztywnej pianki poliuretanowej to na ogół polimer blokowy polidimetylosiloksanu i polioksolefiny. Obecnie większość stabilizatorów piany to głównie stabilizatory typu Si-C; Katalizator: Katalizatorem formulacji twardych baniek jest głównie amina trzeciorzędowa, a katalizator organotynowy może być stosowany w specjalnych okazjach; Inne dodatki: W zależności od wymagań i potrzeb różnych zastosowań produktów z pianki poliuretanowej, do formuły można dodać środki zmniejszające palność, środki otwierające, inhibitory dymu, środki przeciwstarzeniowe, środki przeciwpleśniowe, środki wzmacniające i inne dodatki.
65. Zasada przygotowania pianki do formowania całej skóry
A: Pianka integralna (ISF), znana również jako pianka samonaskórkowa, to pianka z tworzywa sztucznego, która w trakcie produkcji wytwarza własną, gęstą powłokę.
66. Charakterystyka i zastosowanie mikroporowatych elastomerów poliuretanowych
A: Charakterystyka: elastomer poliuretanowy to polimer blokowy, zazwyczaj złożony z oligomeru poliolu, elastycznego, długołańcuchowego segmentu miękkiego, diizocyjanianu i przedłużacza łańcucha, tworząc naprzemiennie ułożone segmenty twarde, segmenty twarde i segmenty miękkie, tworząc powtarzalną jednostkę strukturalną. Oprócz obecności grup estrowych amoniaku, poliuretan może tworzyć wiązania wodorowe wewnątrz i między cząsteczkami, a segmenty miękkie i twarde mogą tworzyć obszary mikrofazowe i powodować separację mikrofaz.
67. Jakie są główne właściwości użytkowe elastomerów poliuretanowych?
A: Charakterystyka wydajności: 1, wysoka wytrzymałość i elastyczność, szeroki zakres twardości (Shaw A10 ~ Shaw D75) zapewnia wysoką elastyczność; Ogólnie rzecz biorąc, wymaganą niską twardość można osiągnąć bez plastyfikatora, więc nie ma problemu spowodowanego migracją plastyfikatora; 2, przy tej samej twardości, wyższa nośność niż w przypadku innych elastomerów; 3, doskonała odporność na zużycie, jego odporność na zużycie jest 2 do 10 razy większa niż kauczuku naturalnego; 4. Doskonała odporność na oleje i substancje chemiczne; Aromatyczny poliuretan odporny na promieniowanie; Doskonała odporność na tlen i ozon; 5, wysoka odporność na uderzenia, dobra odporność na zmęczenie i wstrząsy, odpowiedni do zastosowań zginania o wysokiej częstotliwości; 6, dobra elastyczność w niskich temperaturach; 7, zwykłego poliuretanu nie można stosować w temperaturze powyżej 100 ℃, ale zastosowanie specjalnej formuły może wytrzymać temperaturę 140 ℃; 8, koszty formowania i przetwarzania są stosunkowo niskie.
68. Elastomery poliuretanowe klasyfikuje się według polioli, izocyjanianów, procesów produkcyjnych itp.
A: 1. Zgodnie z surowcem poliolu oligomerowego, elastomery poliuretanowe można podzielić na poliestrowe, polieterowe, poliolefinowe, poliwęglanowe itp. Typ polieterowy można podzielić na politetrahydrofuranowe i polipropylenowe według określonych odmian; 2. Zgodnie z różnicą diizocyjanianu można go podzielić na elastomery alifatyczne i aromatyczne, a także podzielić na typ TDI, typ MDI, typ IPDI, typ NDI i inne typy; Ze względu na proces produkcyjny elastomery poliuretanowe tradycyjnie dzieli się na trzy kategorie: typ odlewany (CPU), typ termoplastyczny (TPU) i typ mieszany (MPU).
69. Jakie czynniki wpływają na właściwości elastomerów poliuretanowych z punktu widzenia struktury molekularnej?
A: Z punktu widzenia struktury molekularnej, elastomer poliuretanowy jest polimerem blokowym, zazwyczaj złożonym z oligomerów polioli, elastycznego, długołańcuchowego segmentu miękkiego, diizocyjanianu i przedłużacza łańcucha, tworząc naprzemiennie ułożone segmenty twarde, segmenty twarde i segmenty miękkie, tworząc powtarzalną jednostkę strukturalną. Oprócz obecności grup estrowych amoniaku, poliuretan może tworzyć wiązania wodorowe wewnątrz i między cząsteczkami, a segmenty miękkie i twarde mogą tworzyć obszary mikrofazowe i powodować separację mikrofaz. Te właściwości strukturalne sprawiają, że elastomery poliuretanowe charakteryzują się doskonałą odpornością na zużycie i wytrzymałością, co czyni je „gumą odporną na zużycie”.
70. Różnica w wydajności pomiędzy zwykłymi elastomerami poliestrowymi a elastomerami typu eteru politetrahydrofuranu
A: Cząsteczki poliestru zawierają bardziej polarne grupy estrowe (-COO-), które mogą tworzyć silne wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe, dzięki czemu poliuretan poliestrowy charakteryzuje się dużą wytrzymałością, odpornością na zużycie i olej.
Elastomer otrzymany z polieteropolioli charakteryzuje się dobrą stabilnością hydrolizy, odpornością na warunki atmosferyczne, elastycznością w niskich temperaturach i odpornością na pleśń. Źródło artykułu/Polymer learning Research
Czas publikacji: 17-01-2024