Агляд
Пянопласт з поліўрэтану (ППУ) — адзін з самых універсальных палімерных матэрыялаў, сусветная вытворчасць якога перавышае 15 мільёнаў тон у год. Сферы прымянення ахопліваюць цвёрдую пенаізаляцыю (будаўніцтва, халадзільнае абсталяванне), мяккую пену (меблі, пасцельная абіўка, аўтамабільныя сядзенні) і спецыяльныя пены (гукапаглынанне, упакоўка, фільтрацыя). Хоць поліўрэтанавыя пены ў асноўным утвараюцца ў выніку рэакцыі ізацыянату з поліолам, арганічныя пераксіды і спецыяльныя дабаўкі адыгрываюць важную ролю ў сінтэзе мадыфікаваных поліолаў, вытворчасці поліолаў з грэйфаваннем і ў спецыялізаваных сферах прымянення, звязаных з узаемаразветвеннем.
Ключавыя праблемы галіны ўключаюць: зніжэнне ГРП (глабальнага ацяплення) пенячага агента, паляпшэнне пажарабяспечнасці (будаўнічыя нормы), дасягненне меншай шчыльнасці без страты трываласці і распрацоўку біябазавых поліолаў з аднаўляемых зыходных матэрыялаў.
Хімічныя прымяненні
Спецыяльныя хімікаты выкарыстоўваюцца на некалькіх этапах вытворчасці ППУ:
- Сінтэз графтованых поліолаў: Полімерныя поліолы (графтованыя поліолы) вырабляюцца шляхам палімерызацыі стыролу/акрыланітрылу (SAN) або стырол/бутадыенавых супалімераў у асноўным поліоле з выкарыстаннем ініцыятараў AZO (AIBN). Гэта стварае стабільныя дысперсіі, якія паляпшаюць трываласць на сцісканне і эластычнасць пены.
- Дабаўкі для ўзаемаразветвання: Нявысокафункцыянальныя пераксіды могуць забяспечыць дадатковае ўзаемаразветванне ў спецыялізаваных поліўрэтанавых сумесях, паляпшаючы стабільнасць памераў і тэрмаўстойлівасць.
- Мадыфікатары глейкасці: Радыкальна-абумоўленая палімерызацыя вінілавых манамераў у поліоле стварае полімерныя поліолы з кантраляванай глейкасцю для пэўных гатункаў пены.
- Стабілізацыя сіліконавымі ПАР: некаторыя спецыяльныя сістэмы ПАР выкарыстоўваюць полімерызацыю з ініцыяцыяй пераксідам для сінтэзу асноўнага ланцуга.
Рэкамендацыі па прадуктах
| Прадукт | Хімічная назва | Нумар CAS | Прымяненне ПУ |
|---|---|---|---|
| АІБН | Азабіс(ізабутыранітрыл) | 78-67-1 | Сінтэз поліолу з графтованым SAN |
| Пэрадокс ДКП | Дыкумiлпераксід | 80-43-3 | Спецыялізаванае сшыванне, мадыфікаваны ПУ |
| Паліэфірны поліол | Поліол на аснове PPG | 25322-69-4 | Асноўны поліол для гнуткай/жорсткай пенапласту |
| Полімерны МДІ | Дыфенілматандыізацыянат | 101-68-8 | Ізацыянатычны кампанент (жорсткі) |
| Перадокс BIPB | Біс(т-буілпіперафен)бензол | 2212-81-9 | Мадыфікацыя ПУ з нізкім пахам |
Параўнанне: Тыпы поліолаў для швабровай пены
| Параметр | Гraft SAN (Ст/АН 70:30) | Стырол-бутадыенавы графт | Немадыфікаваны поліёл |
|---|---|---|---|
| Ініцыятара | АІБН (0,3-0,5%) | Сумесь АІБН і перакісу | Не прымяняецца |
| Сухая маса | 20-40% | 15-30% | 0% |
| Вязкасць (мПа·с) | 2000-5000 | 3000-8000 | 500-1500 |
| Плёнкавая апорная (ILD 65%) | Высокі (120-180 Н) | Вельмі высокі (180-250 Н) | Нізкі (60-100 Н) |
| Устойлівасць (адскок шарыка) | 40-50% | 35-45% | 50-60% |
| Дыяпазон шчыльнасці пенаматэрыялу | 25-80 кг/м³ | 40-100 кг/м³ | 15-50 кг/м³ |
| Колер | Белы-непразрысты | Белы-непразрысты | Ад празрыстага да светла-жоўтага |
Выпадак з практыкі: высокаўстойлівы пенаматэрыял для аўтамабільных сядзенняў
Вытворцу пенаматэрыялу для аўтамабільных сядзенняў неабходна было павысіць цвёрдасць сядзення (ILD з 110 Н да 160 Н) пры захаванні адскоку шарыка больш за 45% для забеспячэння камфорту. Іх існуючая формула выкарыстоўвала незмадыфікаваны поліёл і не магла дасягнуць патрэбнай цвёрдасці без празмернага павелічэння індэкса ізацыянату (што прыводзіла да росту кошту і ўзнікнення крохкасці).
Рашэнне: кампанія Do Sender Chem парэкамендавала ўвесці ў поліолную сумесь 30% поліолу з графтовай сувяззю SAN (сінтэзаванага з АІБН пры 0,4% па вазе, з утрыманнем цвёрдых рэчываў 40%). Асноўная формула была скарэкціравана: поліал з грэфтаваннем SAN 30 / асноўны поліал 70 / вада 3,5 / сіліконавы ПАР 1,0 / амінавы каталізатар 0,3 / індэкс TDI 105.
Вынікі:
- ILD 65%: 165 Н (з 110 Н — паляпшэнне на 50 %)
- Адскок шарыка: 47% (захавана >45% мэтавага значэння для камфорту)
- Цвёрдасць: 180 кПа (ад 120 кПа)
- Выцяжэнне: 130% (ад 110%)
- Індэкс ізацыянату зніжаны з 115 да 105 (эканомія сродкаў)
Тэндэнцыі ў галіне: біялагічныя і вогнебяспечныя пенаматэрыялы
Галіна вытворчасці ПУ-пенапласту перажывае трансфармацыю: (1) Біябазавыя поліолы з соевага алею, рыцынавага алею і перапрацаванага ПЭТ патрабуюць адаптаваных сістэм ініцыятараў для грэф-палімерызацыі; (2) Халадонасы з нізкім GWP (HFO, вада) патрабуюць мадыфікаваных пакетаў ПАР і каталізатараў; (3) Для вогнеўстойлівых цвёрдых пенапластаў для цеплаізаляцыі будынкаў усё часцей выкарыстоўваюцца рэакцыйныя вогнеўстойлівыя рэчывы, інтэграваныя ў поліалкановую каркасную структуру; (4) Поліолы з перапрацаванай сыравіны, атрыманыя шляхам хімічнай перапрацоўкі адходаў ПУ, патрабуюць ініцыятарных сістэм, устойлівых да высокай чысціні. Наша каманда па дабаўках для ПУ падтрымлівае аптымізацыю складу для ўсіх тыпаў пенапластаў.