Полиуретанды көбіктің (ПУ көбік) негізгі құрамдас бөлігі полиуретан болып табылады. Шикізат негізінен полиизоцианаттар мен полиолдар болып табылады. Тиісті қоспаларды қосу арқылы—олардың ішінде ең маңыздысы көбік түзуге қатысты көбік түзетін қоспалар сериясы— -Реакция өнімінде көбіктің көп мөлшері түзіледі, осылайша полиуретанды көбік өнімі алынады. Бұл мақалада ПУ көбігін өндіруге арналған шикізат пен көбік түзу құралдары қысқаша таныстырылады.

1. Полизоцианат
Полиуретанды көбік өндірісінде ең жиі қолданылатын полиизоцианаттар толуолдиизоцианат (TDI), полиметиленполифенилизоцианат (PAPI), дифенилметандиизоцианат (MDI) және сұйылтылған MDI (L-MDI) болып табылады.

TDI негізінен икемді полиуретанды көбік өндіру үшін көбік пластмасса өнеркәсібінде қолданылады. MDI TDI қарағанда реактивті және аз ұшпа. Кейбір сұйылтылған модификацияланған MDI жоғары тығыздықтағы икемді полиуретанды көбік пен жартылай қатты көбік немесе микроклеткалы полиуретанды серпімді материалдар сияқты икемді полиуретанды көбік өндірісінде TDI алмастырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін. өндіру.

PAPI шикі MDI және полимерлі MDI деп те аталады. Әдеттегі PAPI өнімдерінің орташа молекулалық салмағы 30-дан 400-ге дейін, ал оның NCO массалық үлесі 31% - 32% құрайды. Тұтқырлығы төмен PAPI орташа функционалдығы әдетте 2,5 пен 2,9 арасында.

Көбік пластмасса саласында PAPI және модификацияланған PAPI негізінен әртүрлі қатты полиуретанды көбіктерді өндіру үшін қолданылады, ал аз мөлшері жоғары серпімді жұмсақ көбіктерді, тұтас тері көбіктерін және жартылай қатты көбіктерді өндіру үшін қолданылады. PAPI-ны TDI-мен араластырып, салқындатылған, серпімділігі жоғары көбік жасауға болады. 2. Полиэфир және полиэфир полиол

1. Полиэфирлі полиол
Иілгіш полиуретанды көбіктерді өндіру үшін пайдаланылатын полиэфир полиолдары әдетте ұзын тізбекті, төмен функционалды полиэфирлер болып табылады. Жұмсақ көбік композициясындағы полиэфир полиолының функционалдығы әдетте 2~3, ал орташа молекулалық салмағы 2000-6500 арасында. Полиэфир триолы жұмсақ көбікте жиі қолданылады. Негізінен глицерин (глицерин) бастапқы зат ретінде пайдаланылады, ол 1,2-пропилен оксидінің сақинамен ашылатын полимерленуі немесе этилен оксидінің аз мөлшерімен сополимерленуі арқылы алынады. Молекулярлық салмағы әдетте 3000~7000 арасында.

Олардың ішінде жоғары реактивті полиэтер негізінен жоғары серпімді жұмсақ көбік үшін қолданылады, сонымен қатар жартылай қатты көбік сияқты көбік өнімдері үшін де қолданылуы мүмкін. Көмекші материал ретінде аз мөлшерде полиэфиргликольді қолдануға және жұмсақ көбікті құрамда полиэфир триолмен араластыруға болады. Төмен қанықпаған және жоғары молекулалық массасы бар полиэфир полиолдары жұмсақ көбіктерді алу және ТДИ мөлшерін азайту үшін пайдаланылуы мүмкін.

Әдетте, жоғары функционалдығы және жоғары гидроксил құндылығы бар полиэфирлік полиолдар қатты көбік құрамдарында қолданылады, осылайша жеткілікті айқаспалы байланыс пен қаттылықты алуға болады. Қатты көбік полиэфир полиолының гидроксилдік мәні әдетте 350~650мг KOH/г, ал орташа функционалдығы 3-тен жоғары. Жалпы қатты көбік құрамдары негізінен екі полиэфирмен араласады, ал орташа гидроксил мәні шамамен 4000мг KOH/г құрайды.

Жартылай қатты көбік құрамдары әдетте жоғары молекулалы полиэфирлердің бір бөлігін, әсіресе жоғары реактивті полиэфирлік полиолдарды және жоғары функционалды, төмен молекулалық салмақты қатты көбік полиэфирлерінің бір бөлігін пайдаланады.

2. Полиэфир полиол
Кәдімгі тұтқырлығы төмен алифатикалық полиэфир полиолдары, мысалы, гидроксил мәні шамамен 56 мг KOH/g болатын полидиэтилен-адипат диол немесе сәл тармақталған полиэфир полиолдары полиэфирді жұмсақ көбік полиуретанды алу үшін пайдаланылуы мүмкін. Полиэфир полиолы жоғары реактивтілікке ие. Қазіргі уақытта полиэфирлі PU блок көбігі киім аксессуарлары сияқты аздаған салаларда ғана қолданылады.

Екі негізді қышқылдардан (мысалы, фтал ангидридінен, терефтал қышқылынан және т.б.) және шағын молекулалық диолдардан (диэтиленгликоль және т.б.) немесе полиолдардан синтезделген хош иісті полиолдар. Олардың ішінде жоғары гидроксил құндылығы полиуретанды қатты көбік пен полиолдарды өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Изоцианурат қатты көбік. Фтал ангидридті полиэфир спиртінің төменгі гидроксилдік мәні жоғары серпімді икемді көбік, тұтас тері көбігі және жартылай қатты көбік және көбіксіз полиуретанды материалдар үшін де қолданылуы мүмкін.

3. Полимерлі полиол
Полимерлі полиолдар (егілген полиэфир полиолдары) құрамында қатты стирол, акрилонитрил гомополимерлер және сополимерлер және егілген полимерлер бар. Бұл винил полимерлер жүк көтергіштігін жақсарту үшін органикалық «толтырғыштар» сияқты әрекет етеді.

Полимерлі полиолдарды қаттылығы жоғары икемді көбіктерді, икемділігі жоғары көбіктерді, жылумен құйылған жұмсақ көбіктерді, жартылай қатты көбіктерді, өздігінен қапталған көбіктерді, реакциялық бүрку (RIM) өнімдерін және т.б. өндіру үшін пайдалануға болады, бұл өнімнің қалыңдығын азайтады. және азайту Көбік тығыздығы шығынды азайтады, сонымен қатар көбік пластиктің ашық ұяшығын ұлғайтады және өнімге белгілі бір жалынға төзімді өнімділік береді.

Полиуреа полиол (PHD дисперсиясы) сонымен қатар жоғары серпімді жұмсақ көбік, жартылай қатты көбік және жұмсақ көбік үшін пайдаланылуы мүмкін арнайы полимерлі модификацияланған полиол болып табылады. Қазіргі уақытта нарықта аз өнімдер бар.

Өсімдік майының полиолдары, канифольді полиэфир полиолдары және полимерлі полиэфир полиолдары сияқты полиуретанды көбік өндірісінде қолданылатын кейбір арнайы полиолдар да бар.

3. Көбік түзу құралдары
Көбік түзеткіштер полиуретанды көбіктерді, соның ішінде катализаторларды, көбік тұрақтандырғыштарын (көбік тұрақтандырғыштар), көбік түзгіштерді және т.б. өндіруде таптырмас көмекші болып табылады. Сондай-ақ қосымша болып табылатын және қажет болған кезде қолдануға болатын тосқауылдар сияқты кейбір қоспалар бар. Жандырғыш, тізбекті ұзартқыш/айқастырғыш агент, антиоксидант, жарық тұрақтандырғыш, көбік жұмсартқыш, ұяшықты ашатын құрал, толтырғыш, түсті паста, антистатикалық агент, гидролизді тұрақтандырғыш, көбік құрамын сақтау тұрақтандырғышы және т.б.

1. Көпірткіш
Су полиуретанды материалдар өндірісінде маңызды көбік түзуші болып табылады. Бұл химиялық көбік түзетін зат. Изоцианатпен реакция нәтижесінде пайда болатын көмірқышқыл газы әртүрлі полиуретанды көбіктерді алу үшін тұтқыр серпімді көбік материалын кеңейтеді, көбіктендіреді және қатайтады.

Көмірқышқыл газы жоғары жылу өткізгіштікке және күшті өткізгіштікке ие болғандықтан, жоғары жылу оқшаулау қасиеттерін қажет ететін қатты полиуретанды көбік құрамдары үшін физикалық көбік түзетін агенттерді пайдалану қажет. Қатты көбік өндірісіндегі материалды араластырудың бастапқы сатысы ондаған секунд ішінде көп жылуды тудыратындықтан, ол жылудың бір бөлігін сіңіру үшін көбік түзетін агентті қажет етеді және сонымен бірге көбік түзетін агенттің газдануы көбікті кеңейтеді және көбік.

Иілгіш полиуретанды көбік өндірісінде көбіктің қатты болуына әкеліп соқтыратын тым көп сусыз төмен тығыздықтағы иілгіш көбіктерді алу үшін әдетте су мөлшерін бақылау және көмекші зат ретінде физикалық көбік түзетін заттың тиісті мөлшерін қосу қажет. көбік түзетін агент.

CFC-11 (трихлорфторметан) өнеркәсіптік өндірісті 1920 жылдардың соңында жүзеге асырды. CFC-11 жанбайтын, қолайлы қайнау температурасы, жеңіл газдандыру, төмен газ жылу өткізгіштігі, төмен уыттылық, полиуретанды шикізатпен жақсы үйлесімділік, коррозияға ұшырамайтын, төмен баға, қарапайым көбіктену процесі және т.б. сипаттамаларға ие болғандықтан, ол полиуретанды көбік өндірісі ортада өте тамаша үрлеуші ​​агент.

1960 жылдан 1990 жылдардың басына дейін CFC-11 көбік полиуретанды үрлеуші ​​агент ретінде кеңінен қолданылды. Алайда 1970 жылдары ғалымдар атмосфераға шығарылатын CFC-11 озон қабатын баяу бұза алатынын анықтады, бұл бүкіл әлем экологтарының назарын аударды. Қазіргі уақытта CFC-11-ге балама ретінде қолданылатын үрлеу агенттерінің негізгі түрлері: HCFC (гидрохлорфторкөміртек), HFC (гидрофторкөміртек), HC (алкан), сұйық СО2 және су.

2. Көбік тұрақтандырғыш
Полиуретанды көбік өндіру кезінде көбік тұрақтандырғышы (немесе көбік тұрақтандырғышы) таптырмас компонент болып табылады. Ол әрбір компоненттің өзара ерігіштігін арттырып, көбік материалдарын эмульгациялау, көбікті тұрақтандыру және жасушаларды реттеу рөлін атқара алады. Көбік тұрақтандырғыштары беттік белсенді заттар болып табылады және кремний емес қосылыстардың және кремнийорганикалық қосылыстардың екі түрі бар.

Қазіргі уақытта қолданылатын көбік тұрақтандырғыштарының көпшілігі полиэфирмен модификацияланған силикон беттік белсенді заттар болып табылатын полисилоксанды оксиалкиленді блок сополимерлер болып табылады, кейде өнеркәсіпте әдетте «силикон майы» деп аталады. Беттік белсенді заттардың осы түрінің құрылымдық құрамының кең ауқымына және жақсы қолдану әсеріне байланысты полиэфирмен модификацияланған силикон беттік белсенді заттар полиуретанды көбік өндірісінде көбік тұрақтандырғыштары ретінде кеңінен қолданылды.

3. Кеуекті ашатын құрал
Ашық жасушалы полиуретанды көбік алу әдісі:

Гель реакциясы мен көбік түзу реакциясы арасындағы қажетті тепе-теңдікке жету үшін қолайлы катализаторды пайдаланыңыз. Көбік материалы ең жоғары нүктеге көтерілгенде, жасуша қабырғасының пленкасының күші ішіндегі көпіршіктерді жабу үшін жеткіліксіз, ал газ ашық ұяшықтарды қалыптастыру үшін қабырғадан шығып кетеді. көбік құрылымы;
Ашық ұяшықты көбік қалыптастыру үшін қолайлы полиэфир полиол шикізатын пайдаланыңыз;
Мәселені шешу үшін катализатор және негізгі шикізат жеткіліксіз болған кезде, белгілі бір ашық ұяшық қатынасы бар көбік алу үшін судың көбіктенуі нәтижесінде пайда болған несепнәрді тарату үшін ұяшықты ашу құралының аз мөлшері қолданылады.

Жасуша ашатын құрал – негізінен гидрофобты және гидрофильді сегменттер немесе топтардан тұратын беттік белсенді заттың ерекше түрі. Оның функциясы көбіктің беткі керілуін азайту, жасушаның жарылуын ынталандыру және полиуретанды көбіктің ашық жасуша жылдамдығын арттыру болып табылады. Жабық ұяшықтардан туындаған жұмсақ, жартылай қатты және қатты көбік пластиктен жасалған бұйымдардың шөгуін жақсартыңыз.

Кәдімгі қатты полиуретанды көбіктің жоғары кросс-байланыс тығыздығына байланысты, көбік түзудегі жасуша қабырғасының қабықшасының беріктігі жоғары және ол әдетте жабық жасуша құрылымы болып табылады. Дегенмен, ұяшықты ашатын агентті қосу арқылы шуды азайту үшін ашық ұяшықты қатты полиуретанды көбік өндіруге болады, сүзу сияқты мақсаттар.

Көбік тұрақтандырғыштар мен ұяшықтарды ашатын заттар ретінде ерте гидрофобты сұйық парафин, полибутадиен, диметил полисилоксан және т.б. Парафин дисперсиялары мен полиэтилен оксиді де ұяшықтарды ашатын заттар ретінде пайдаланылуы мүмкін. Қазіргі уақытта кеуекті ашатын агенттер ретінде арнайы Химиялық құрамы полиоксипропилен-этилен оксиді сополиэфир, полиоксиалкилен-полисилоксан сополимер және т.б.

4. Жұмсартқыш
Құрамында жоғары су бар икемді полиуретанды көбіктерді өндіруде жұмсартқыштарды қолдану шамадан тыс мочевина топтарынан туындаған көбіктің қаттылығын тежей алады. Көбік жұмсартатын модификатор жұмсартқыш әсерге ие. Жұмсартқыштарды қолдану изоцианаттың мөлшерін және осылайша көбіктің қаттылығын төмендетуі мүмкін. Ол икемді полиуретанды көбік өндірісінде қолданылады. Коммерциялық жұмсартқыштар әдетте арнайы полиэфирлерді, арнайы полиолдарды және суды қамтиды.