Композиционные материалы на основе полиуретанов
..pdf88д. Mod. Plast. Int., 1978, v. 8, N!! 10, 70.
89д. McCarthy 1. 1.- Leather Manuf., 1980, v. 98, N2 10, 30-33.
90д. Bucevschi D., Chirita G.- Ind. usoara, 1980, v. 27, N!! 8, 335--339.
91д. Матюшов В. Ф.- В |
кн.: Новые полимерные материалы. Киев, 1980, |
21-31. |
|
92д. Verpackung (Schweiz), |
1980, Bd. 35, .N'!! 10, 33-36. |
93д. Жигоцкий А. Г. и др.- Комnозицион. полимер. материалы (Киев), 1980,
.N'!! 8, 24-29.
94д. O'Connor 1. С.- P1ant Eng. (USA), 1980, v. 34, .N'2 11, 57-60. 95д. Bischop М.- Surfaces, 1980, v. 19, .N'!! 136, 31-32.
96д. Gallitschke Н.- Powder Coat., 1980, v. 3, .N'2 3, 8-10.
'97д. Ameгicus А.- Pigm. and Resin. Techпol., 1981, v. 10, .N'!! 1, 7-10.
98д. Астахин. В. В. и др.- Электротехн. пром-ть. Кабельн. техн., 1980, .N'2 12,
1-3.
Глава 3
ТЕХНОЛОГИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛАСТИЧНЫХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ
Дж. Вудс*
ПОЛИОЛЫ
СЛОЖНЫЕ ПОЛИЭФИРЫ
Первые промышленные марки эластичных ППУ изготавли
вали на основе слабо1разветвленных сложных полиэфиров п
ТДИ. Такие материалы получили распространение в Европе в качестве набивок сидений. Однако быстрое развитие щроизвод ства эластичных ППУ началось лишь с появлением еще более эластичных ППУ, изготовляемых на основе простых полиэфи
ров, из которых чаще всего используются поли (диэтиленrлп
кольадипинаты) [ lд, 2д].
Эластичные ППУ на основе сложных полиэфиров в настоя щее ЕIРемя применяются в производстве дублированных тканей, чемоданов, сумок, а также таких деталей внутренней отделки автомобилей, которые должны быть стсйкими к растворителям и иметь повышенную прочность. Сегодня производство этих 1\-tа
териалов составляет менее 10% всего объема производства
блочных эластичных ППУ [3д, 4дJ.
В nоследние годы усилия исследователей бы.ilи направ.'lены на разработку композиций с оптимальным сочетанием реакци-
* G. Woods, фирма «Ай-Си-Ай», Отделсине органических веществ, Ман
честер, Великобритания.
83
Таблица 3.1. Типичные свойства сложных полиэфиров и ППУ на их основе
|
|
|
Попнэфнры |
||
|
Попнэфнры |
дпя |
бпочных |
||
|
ППУ круг- |
||||
|
дпя |
бпочных |
|||
|
лого |
сечения |
|||
Покаэатепн |
ППУ |
общего |
|||
н ППУ ДIIЯ |
назначения
дубпнрова нпя тканей
Попнэфнрьr
ДIIЯ ПOIIY·
жесткпх ППУ
Свойства |
полиэфиров |
|
|
Плотность при 25 °С, кг/мз |
1190 |
II90 |
1180 |
Гидроксильное число, мг КОН/г |
65 |
55 |
230-270 |
Кислотное число, мг КОН/г |
3 |
1,5 |
2-5 |
Массовая доля воды, % |
0,1 |
0,1 |
0,1-0,2 |
Вязкость, Па-с |
90-140 |
160 |
|
при 5 ос |
|
||
при 15 ос |
35-40 |
45 |
42-50 |
при 25 ос |
15-18 |
20 |
18-23,5 |
при 40°С |
5-6 |
6,5 |
5,5-7,0 |
Температура воспламенения, 0С* |
338 |
315 |
338 |
Температура вспышки, 0С* |
300 |
260 |
300 |
Свойства ППУ |
|
|
|
Кажущаяся плотность, кг/м3 |
21-30 |
21-32 |
24-32 |
Относительное удлинение при разры |
150-350 |
300-500 |
80-11 о |
ве,% |
10-5 |
5-12 |
50 |
Остаточная деформация при сжатии, |
|||
%** |
4,7 -6,7 |
4,0-5,1 20,0-50,0 |
|
Твердость при 40%-ном сжатии, МПа |
|||
Твердость при вдавливании, н••• |
225-325 |
137-245 |
|
•По ASTM 092-56.
••По BS 4443, метод бА (при 75%-ном сжа.тин).
••• По BS 44431, ч. 2.
онной способности, молекулярной массы и вязкости по.1иэфир
полиолов: именно в этом случае достигается максимальная глу
бина реакции уретанообразования, что необходимо, нацример,
в современных непрерывных процессах производства блочного
ППУ КJруглого сечения [5д-7д].
Типичными полиэфирами, применяемыми для изготовления эластичных ППУ, являются слаборазветвленные полиэфиры на
основе триметилолпропана или более разветвленныена ос
нове пентаэри11рита. Эти полиэфиры, которые сегодня выпуска ют :многие фирмы, можно условно разделить на три основных
nруппы:
полиэфиры, пере1рабатываемые совместно с ТДИ 65/36* или
ТДИ 80/20, для изготовления ППУ общего назначения;
полиэфиры, перерабатываемые преимущественно с ТДИ
80/20, для изготовления ППУ, используемых при дублировании
тканей;
разветвленные полиэфиры с относительно низкой молекуляр ной массой для получения полужесткого блочного ППУ, исполь-
* Содержание 2,4-изомера- 65%, 2,6-изомера- 35%.- Прим. ред.
84
зуемого для изготовления стеклоочистителей, противосолнечных козырьков и других деталей внутренней отделки автомобиля.
Типичные свойства сложных полиэфиров и ППУ на их ос-· нове Пiриведены в табл. 3.1.
На основе станда1ртных марок сложных полиэфиров с моле кулярной массой около 2000 получают материалы с· относитель ным удлинением при разрыве в зависимости от плот ности и рецептуры ППУ. Более мягкие ППУ, получаемые на
основе ТДИ 80/20 при изоцианатном индексе* 90-98, имеют·
относительное удлинение при JРазрыве 350-450% и применяют ся главным образом для дублирования тканей. Типичный по лужесткий блочный ППУ получается в !Результате вз·аимодейст вия ТДИ со смесью 50: 50 стандартного сложного полиэфира и сильно1разветвленного сложного полиэфира. В последнем СJiучае
применение ТДИ 65/35 обеспечивает получение жесткого ППУ
с достаточно малой долей закрытых ячеек, что позволяет замет-·
но снизить усадку и деформацию ППУ.
ПРОСТЫЕ ПОЛИЭФИРЫ
Практически все ППУ, предназначенные ДJIЯ применения в
мебельной промышленности (в качестве набивок сидений, мат
,рацев, подушек и т. д.), изготавливают на основе простых по
лиэфиров, которые получают полимеjризацией пропиленоксида·
иэтиленоксида в присутствии основного катализатора, а также
глицеjрина или триметилолпропана, используемых в качестве ис
ходных веществ [8д, 9д].
Историю развития производства простых полиэфиров для
изготовления полиуретанов можно разделить на четыJРе основ
ных этапа.
Первыми ПIРОСтыми полиэфирами были полиоксипропилен диолы с молекулярной массой около 2000, которые применили в 1956-1957 гг. в США для получения эластичных ППУ по двухстадийному, так называемому предполим~рному способу.
В 1957-1961 гг. на смену предполимерной технологии рри
шел одностадийный способ, в котором использовались полиокси
пропилентриолы с молекулярной массой около 3000. Такие поли
олы имеют на концах цепи вторичные гидроксильные группы,
обладающие низкой реакционной способностью по отношению к
изоцианатам.
После 1961 г. начали щрименять активированные полиэфи ры, представляющие собой блок-сополимеры щропилен- и эти леиоксидов с полиэтиленоксидными блоками на концах цепи и
высокой долей первичных гидроксилов. Эти полиолы сыграли
* Изоцианатным индексом или коэффициентом пены принято называть
массовую долю изоцианата в рецептуре, выраженную в процентах от стехио
метрическоrо количества, необходимого для взаимодействия с полиалом и во
дш"I.- При.м. пер.
85-
важную роль в ра31работке промытленных процессов горячего
формования автомобильных сидений и открыли возможность по лучения блочных ППУ на основе простых полиэфиров с молеку ля,рной массой до 5000.
В начале 70-х годов было обнаружено, что оптимальные
.свойства ППУ определяются не только реакционной способно
стью концевь1х гидроксильных групп полиэфира, но и его совме
стимостью с другими компонентами композиции, т. е. регули
руемой гищрофильностью и поверхностной активностью поли эфира. Сочетанием таких свойств обладают простые полиэфи ры, имеющие этиленоксидные, группы (и полиэтиленоксидные
блоки) не только на концах, но и в середине маКtроцепи. П1Римерно с 1971 г. усилия технологов были направлены на
разработку более рентабельных способов производства формо ванных ППУ за счет улучшения перерабатываемости компози
ций и создания более унивеjрсальных марок полиолов. В част
ности, для получения блоков прямоугольного сечения с помощью процессов «Фоумакс», «Максфоум» и «Варимакс» потребава лись п1ростые полиэфиры с очень высокой активн')стью, соответ
ствующей режимам вспенивания на установках с лотком (см. тл. 8). И сегодня все многообразие Пiростых полиэфиров, ис пользуемых для получения эластичных ППУ, можно свести к
трем основным типам [ 10д-12д]:
полиалы для блочного ППУ общего назначения; полиалы для ППУ горячего формования;
полиалы для высокоупругих ППУ холодного формования
(табл. 3.2).
Из других видов простых полиэфИjров, все шире применяе мых для изготовления эластичных ППУ, отметим СJiедующие. Полимер-полиалы (см. табл. 3.2), получаемые прививкой акри-
Таблица 3.2. Типи•иtые свойства простых полиэфирполиолов, применяемых в производстве эластичных ППУ
|
ПoлiiOJJ |
|
|
|
|
|
для ППУ |
Полиол для |
Попиол для |
Полныер- |
|
Покаэатепи |
горячего |
блочного |
высокоуп- |
||
ПОЛИОII |
|||||
|
формова- |
ППУ |
ругого ППУ |
||
|
|
||||
|
НI!Я |
|
|
|
Средняя мо.'lекулярная мае- |
3100 |
3500-4000 |
4600-6000 |
4000-6000 |
|||
са |
|
|
|
55 |
48-42 |
36-28 |
46-28 |
Гидроксильное |
ЧИСЛО, |
мг |
|||||
КОН/г |
|
|
|
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,1 |
Кнс.~отное число, мг КОН/г |
|||||||
Массовая доля воды, % |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|||
Вязкость |
nри 25 °С, МПа· с |
510 |
580 |
800-1400 1000-1500 |
|||
Плотность |
nри |
25 °С, |
кг/м3 |
1010 |
1020-1023 |
1020 |
1030 |
Темnература всnышки, 0С |
240 |
240 |
240 |
260 |
|||
Темnература восnламенения, |
260 |
260 |
260 |
260 |
|||
ос |
|
|
|
|
|
|
|
Содержание |
ЭTII.'IeHOI<CИД- |
6-12 |
8-18 |
10-20 |
10-15 |
||
ных груnп, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
.86
лониТJрила и стирола к простому по.rшэфи1ру и предназначенные
для получения как блочного, так и фор·мованного ППУ. Они
обеспечивают увеличение несущей способности ППУ без сколь
ко-нибудь значительного уменьшения относительного удлинения и особенно эффективны в рецептурах холодного формования на
основе модифицированных изоцианатов и смесей ПИЦ и ТДИ.
Менее распрос11ранены простые полиэфиры с высоким содержа
нием этиленоксидных звеньев (50-70% от общего содержания
алкиленоксидов), предназначенные для получения гидрофиль ных ППУ, а также низкомолекуля1рные полиолы, используемые для изготовления высокоупругого ППУ холодного формования.
ПРОСТЬIЕ ПОЛИЭФИРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЛОЧНОГО ППУ
Простые полиэфиры этого типа обычно получают обработ
кой глицерина пропиленоксидом в присутствии основного ката
лизатора: к продукту, молекулярная масса которого состав.riЯет
75% от заданной, добавляют щропиленоксид и этиленоксид по
очередно или в виде смеси. В стандартных рецептурах, в кото рых на 100 масс. ч. полиала приходится 1,8-5,0 масс. ч. воды, подобные полиэфиры хорошо совмещаются с другими компонен тами вспенивающейся смеси. КJроме того, присоединение к концу полиэфирной цепи этиленоксидных и пропиленоксидных групп в
выбранной последовательности позволяет не только достичь
требуемой активности полиола, но и расширить рабочий интер
вал концентрации оловоорганического ката.1изатора.
Указанные полиэфщры имеют молекулярную массу 35004000 и номинальную функциональность, равную трем. При даль нейшем повышении молекулЯJРной массы полиала воэрастает
несущая способность пенопласта, но при эТО:\-! увеличивается ос
таточная деформация при сжатии, снижается упругость и ухуд шается перерабатываемость композ!щнй. Последнее обстоятель ство особенно сильно проявляется для рецептур с высоким со держанием фреона, а также при получении ППУ высокой шют
ности.
Здесь уместно остановиться на одном заблуждении: часто можi:Iо встретиться с утверждением, что щри замене полиэфи1ров молекулярной массы 3500 более высокомолекулярным полиалом
молекулярной массы 4000 (гидрокси.11ьное число 42 мг КОН/г) достигается снижение себестоимости ППУ. Однако тщательный статистический анализ производства ППУ противоречит этому,
поскольку установлено, что при неизменном соотношении вода :
:ТДИ : полиол снижение молекулярной массы полиэфира поз воляет существенно повысить качество ячеистой структуры и
одновременно снизить плотность блочных ППУ.
В последнее Вiремя начали п1рименять полиалы Пlромежуточ ной молекулярной массы (3600-3700) и часто со значительным содержанием диольного компонента (средняя функциональность
около 2,8).
вт
11РОСТЫЕ ПОЛИЭФИРЫ ДЛ.Я ППУ ГОР.ЯЧЕГО ФОРМОВАНИ.Я
Для горячего формования требуются такие полиэфиры, кото
·рые бы обеспечивали, с одной стороны, хорошую текучесть
вспенивающейся массы, а с другойвысокую скорость поверх
ностного и объемного отверждения ППУ. Хорошие !Результаты
дают полиоксищропилен11рио.пы, содержащие ограниченное ко
-личество концевых полиэтиленоксидных блоков (а следователь
но, и первичных гидроксилов) и имеющие молекулярную массу
3100-3300.
Увеличение доли первичных гидроксильных групп и сниже
ние молекулярной массы полиэфира приводит к возрастанию
общей скорости iреакции, особенно скорости отверждения при низкой температ:УJре без уменьшения текучести ;реакционной мас
сы и уве.rшчения доли закрытых ячеек в пенопласте.
ЛОЛИОЛЫ ДЛ.Я ВЫСОК:ОУПРУГИХ ППУ ХОЛОДНОГО ФОРМОВАНИ.Я
Данные полиалы представляют собой активированные трио
.лы молекулярной массы 4500-6500, в которых содержание пер вичных гидрокеилов составляет 60% от общего количества кон
цевых гидроксильных групп. С увеличением молекулярной мас
-сы эффективная функциональность этих полнолов становится значительно ниже трех, что обусловлено ПiРОтеканием побочных
реакций, цриводяших к обtразованию днолов и моноолов.
Для достижения оптима.ТJьных свойств изделий необходимы триолы молекулярной массы 5000-6000, содержащие до 1020% этиленоксидных групп в виде концевого блока и до 7590% пеtрвичных гидроксильных г,рупп [ 13д].
ПОЛИМЕР-ПОЛИОЛЫ
Впервые промыш.пенное производство полимеtр-полио.пов бы
ло осуществлено фирмой «Юнион карбайд» (США) [ 1]. Поли
меtр-полиолы получают полимеризацией винилового мономера в среде обычного простого полиэфира. Вначале в качестве моно
мера использовали только акрилонитрил, однако позднее его
заменилн смесью мономеров, что позволило получать ППУ бе
лого цвета и с менее резким запахом. Стандартные полиалы ма
IРОК Найакс 34-28 («Юнион карбайд») и Демосфен-1920 («Бай- ер») содержат около 20% цривитого саполимера акриланитрила
и сти1рола и имеют гидроксильное число около 28 мг КОН/г
[ 1]. При повышении содержания винилового полимера почти линейно возрастает твердость пенапласта [2] без значительного
уменьшения относительного удлинения; в то же время это при
водит к вежелательному увеличению вязкости полиола, и поэто
му содержание винилового полимера в этих продуктах обычно
не превышает 20%. ~'величения концентрации таких дисперсий
S8
удалось достигнуть, используя полпме,ры метилметакрилата с:
акрилонитрилом; подобные полиме1р-полиолы уже выпускают·
в Западной Европе [14д-17д].
ИЗОЦИАНАТЫ
Как уже отмечалось выше, первые эластичные ППУ были·
получены взаимодействием слаборазветвленных сложных поли эфиров с ТДИ 65/35. Однако примерно с 1960 г. в производстве
ППУ как на основе сложных, так и цростых полиэфиров стали
применять преимущественно ТДИ 80/20, использование кото
рого до сих пор возрастает щриблизительно на 8% ежегодно.
Это соответствует ежегодному СТ!роительству одной новой уста
новки мощностью 40 000-50 000 т в год. Наряду с ТДИ в 70-х
Таблица 3.3. Изоциан.аты, приАtеняемые для получения эластичных ППУ различного назначения
Функцпо
|
|
lнальность |
|
|
|
|
|
|
Изоциаиат |
|
(количество |
|
Применеине |
|
|||
|
|
СО-групп |
|
|
|
|
|
|
|
|
на молекулу) |
|
|
|
|
|
|
тди 80/20 |
|
2,0 |
Формованный и блочный эла |
|||||
ТДИ 65/35 |
|
2,0 |
стичный ППУ |
|
|
|
||
|
Блочный ППУ на основе про |
|||||||
|
|
|
стых |
и сложных |
полиэфиров |
|||
|
|
|
повышенной |
несущей |
способ |
|||
|
|
2,15 |
ности |
|
|
|
|
|
Квазипредполимер* на |
основе |
Интегральный |
высокоупругий· |
|||||
тди |
|
2,3 |
ППУ |
|
|
|
|
|
Раствор тримера ТДИ |
в ТДИ |
Блочный и формованный вы |
||||||
|
|
2,2 |
сокоупругий ППУ |
|
|
|||
Квазипредполимер* ТДИ, со |
|
|
|
|
|
|
||
держащий аллофанатные связи |
2,1-2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Смесь ТДИ с ПИЦ |
|
Жесткий, полужесткий ппу· |
||||||
|
|
2,1-2,5 |
высокой упругости |
|
||||
«Сырой:. ТДИ |
|
Высокоупругий |
ППУ |
холодно |
||||
|
|
2,5 |
го отверждения |
|
|
|||
Аддукт ТДИ с полиамином |
ППУ |
холодного |
отверждения |
|||||
|
|
|
высокой упругости и несущей.. |
|||||
|
|
2,15-2,3 |
способности |
|
|
|
|
|
Смесь· ПИЦ с квазипредполи |
|
|
|
|
|
|
||
мером* на основе ТДИ |
|
2,7-2,8 |
|
|
|
|
|
|
ПИЦ |
|
Жеспшй, полужесткшi ППУ |
||||||
Квазипредполимер* МДИ |
2,0 |
Формованный |
|
интегральный• |
||||
|
|
2,2 |
ППУ для подошв |
обуви |
||||
Раствор в МДИ уретомина из |
Интегральный ППУ |
|
||||||
мди |
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
Квазипредполимер* МДИ |
Интегральный, |
формованный, |
||||||
|
|
|
эластичный ППУ, ППУ для· |
|||||
|
|
2,6 |
автомобильных деталей |
|||||
ПИЦ пониженной вязкости |
Эластичный |
|
ППУ |
высокой· |
||||
|
|
|
плотности |
для |
производства. |
подложек ковров
• Здесь под квазиnредnолимером nодразумеваются nродукты взаимодеnствия боль шого избытка диизоциаиатов с низкомолекулярными дноламп или триоламп (см. rn. 2).
89·
~:годах в пр.оизводстве эластичного и полужесткого пп~· стали
применять .модифицированные ТДИ и МДИ, а также смеси МДИ с ТДИ. Основные виды изоцианатов, используемые в на
.стоящее время приведены в табл. 3.3., хотя для получения ППУ холодного формирования, особенно предназначенного для про
изводства мебели, 111рименялись и· применяются многие другие
.смеси ТДИ и :-.юднфици!рованного МДИ в композициях с ПИЦ
Jlд, 17д].
Традиционная схема синтеза ТДИ [3] состоит в следующем:
~ |
СН3 |
0 |
|
СН3 |
|
н |
|
СН3 |
|
|
|
)1 |
2 |
N-.........т лyl |
N02 |
|
H2N'(JINH. |
||||
-:? |
|
|
|
"'"' |
|
|
2 |
~ |
" COCI2 |
|
.1~1- |
|
|
~1---+- |
~1-- |
||||||
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
N02 |
|
|
|
NH2 |
|
СН3
- OCN'()"NCO
1
NCO
Принципиально иной- бесфосгенный-способ пол_учения
изоцианатов (см. гл. 1) был недавно освоен в Японии в полу
промышленном масштабе.
Для получения высокоупJРугих ППУ используют так назы ваемый квазипре.·щолимер на основе ТДИ. Этот продукт наи
,бо.'lее широко применяют в производстве мягких ЭЛ(~ментов ме
бели методом холодного формования. В Западной Европе полу
чил распространение так называемый изоцианатный компонент,
представлщощиl1 собой смесь ПИЦ с ТДИ, модифици1рованным по.тшоксиэтиленгликолем. Использование таких систем ·для про
изводства методом холодного формования ППУ пониженной
плотности ·позволяет получать изделия повышенной п,рочности
при растяжении.
Наиболее известные изоцианаты с регулируемой функцио
нальностью получают следующими способами: 1. Раствор тримера ТДИ в ТДИ:
NCO |
|
О |
1 |
/~"' r?XCH3 |
|
CH3......__(f |
||
~лN |
NA NCO |
|
|
1 |
1 |
|
с |
с |
o-f "'/\.о
N
1
(~NCO
1
СН3
·90
2. ТДИ, модифицированный низкомолекулярными nоллалами (диолами и триолами) и термически обработанный для nолуче
ния аллофанатных групn:
2R(NC0)2 +HO-R'-OH
li
OCN-R-NHCOO-.R'-OCONH-R-NCO
уретан!
jR(NCOJ2+тcnлo
OCN-R-NHCOO -R '-OCON-RNCO-
1
CONH-R-NCO
аллофанат
3.ТДИ, модифицированный неочищенным ТДИ («сыроЙ»·
ТДИ). Так называемый «сырой» ТДИ nредставляет собой смесь обычного ТДИ 80/20 с недистили1рованным nродуктом или кубо
вым остатком от nерегонки ТДИ. Его реакционная сnособность и функциональность зависят от соотношения комnонентов. По вышенная функциональность сырого ТДИ связана с наличием nобочных nродуктов, содеiРжащих мочевинные связи, образую щиеся nри фосгенировании.
4.Смеси ТДИ с ПИЦ. Такие смеси тоже имеют nовышенную
функциональность, однако разветв.ТJения, привносимые ПИЦ,
менее эффективны, nоскольку из-за стерических затруднений nолифениленмети.rшолиизоцианаты обладают nониженпой ак тннностью в реакции с nолиолами, особенно в nрисутствии воды. Тиnичный ПИЦ состоит из дифенилметандиизоцианата (преи
мущественно 4,4'-дифенилметандиизоцианата, хотя всегда име ется 2-12% 2,4'-изомера), а также его три- н nолияде;рных го мологов. Соотношение комnонентов ТДИ 80/20 и ПИЦ в ipaз
HhiX марках колеблется от 20: 80 до 60: 40. что соответствует·
«теоретической» функциональности 2, 15-2,45. На nрактнке сме
си с nовышенным содержанием ПИЦ исnользуются д.1я изго тов.!!ения мягких ППУ, имеющих nоиижеиную прочность nри растяжении; в то же время эти снетемы не 1ребуют высоких концентраций катализатора для nолучения быстроотверждаю
щихся комnозиций. В системах с высоким содержание~.! ПИЦ,
щредпочтительнее использовать ТДИ 65/35 ю1есто ТДИ 80/20,
что позволяет получат1, ППУ с улучшенной несущей сnособно
стью и поиижеиным содержанием закрытых ячеек.
В настоящее время в США для производства высоJ<оуnруго
го ППУ nредложен аддукт изоцианата, полученный реакцией
ТДИ 65/35 с полиамином. Считается, что данный аддукт, ю1е
ющий функциональность nримерно 2,5, увеличивает твердость
ППУ и ускоряет отверждение материала [6].
Стандартные марки ПИЦ чаще всего используются в про изводстве полужесткого формованного ППУ д.1я изготовления
91
111риборных nанелей, а также других предохранительных элемен
тов и деталей вну~ренней отделки автомобилей. В отличие от п~рвых марок ППУ, выпускаемых на основе ТДИ, системы с ПИЦ, перерабатываемые одностадийным способом, обеспечи
вают возможность широкого варьирования твердости ППУ.
Важно и то, что эти системы имеют высокую адгезию к поли _мерным п.Тiенка·м на основе АБС и ПВХ, используемых для вну
тренней отделки автомобиля. Повышение функционаю,ности
ПИЦ до 2,7-2,8 позволяет использовать его для формования изделий на основе интегрального ППУ: деталей внутренней от
.делки автомобилей, не подвергающихся большим нагрузкам: приб01рная доска, цен11ральная часть рулевого колеса и т. д. Для изделий, подв~ргающихся большим нагрузкам, например обо дав рулевого колеса, подлокотников кресел и сидений велоси
педов, требуются материалы не только высокоупругие, но и ·стойкие к истиранию; для получения таких ППУ используют
ПИЦ пониженной функциональности.
Модификация МДИ уретонимином позволяет получать низ I<овязкие композиции, легко перерабатываемые на литьевых ма
шинах, снабж·енных заливочной головкой.
Такой МДИ до ласледнего ·времени широко использовался
.при производстве мелких деталей из интегрального ППУ; в на
стоящее время он заменен более дешевым и более технологич
ным ПИЦ с функциональностью 2, 3.
Модифицированный уретонимином МДИ получают нагрева
,нием :последнего в присутствии соответствующего катализатора.
Реа-кцию можно представить следующим образом: |
|
20CN-~, 1-СН.-0'-NCO |
катапизатор |
'=/ • _ |
-СО2 |
IV
~ 0CN-o-CH2-0-N=C=N-o-CHcO-NCO (IYJ
карбодиимид
-- ~ OCN-Г"\_CHc..г--\-N-C=N-Г"\,-CH2-0'-NCO
"=! "=! 1 1 "=! -
O=C-N-Q-cн2-Q-Nco
Такой МДИ производится многими фирмами и различные его
марки от.1ичаются друг от друга главным образом содержа
ние:\!: дю1ера и 2,4'-изомера, что вызывает ощутимые различия в ста,бильности при низкотемпературном хранеюш. Многие дру гие производные МДИ также содержат некоторое количество
уретонимина, который образуется как побочный продукт при термообработке МДИ.
Многие фирмы выпускают ПИЦ, имеющие среднюю эффек тивную фун-кциональность 2,3. Эти марки ПИЦ несколько раз
личаются по хнмпческому составу и способу производства, что
92