Шолу
Полиуретан (PU) көбігі – ең әмбебап полимерлік материалдардың бірі, оның әлемдік өндірісі жылына 15 миллион тоннадан асады. Қолданылуы қатты көбік оқшаулауы (құрылыс, салқындату), жұмсақ көбік (жиһаз, төсек-орын, автокөлік орындары) және арнайы көбіктер (дыбыс сіңіру, қаптама, сүзу) салаларын қамтиды. PU көбіктері негізінен изоцианат-полиол реакциясы арқылы түзілсе де, органикалық пероксидтер мен арнайы қоспалар модификацияланған полиол синтезінде, графты полиол өндірісінде және арнайы крест тәрізді байланыстарды қолдануда маңызды рөл атқарады.
Саланың негізгі мәселелеріне мыналар жатады: көбік толтырғыштың ГВП (жаһандық жылыну әлеуеті) көрсеткішін төмендету, өрт қауіпсіздігін (құрылыс нормалары) жақсарту, беріктігіне нұқсан келтірмей тығыздығын азайту және жаңартылатын шикізаттан алынған бионегізді полиолдарды әзірлеу.
Химиялық қолданбалар
Арнайы химикаттар PU көбігін өндірудің бірнеше кезеңінде қолданылады:
- Графты полиол синтезі: Полимерлі полиолдар (графты полиолдар) негізгі полиолда стирен/акрилонитрил (SAN) немесе стирен/бутадиен кополимерлерін AZO бастағыштары (AIBN) арқылы полимерлендіру арқылы өндіріледі. Бұл көбіктің жүктеме көтеру қабілетін және серпімділігін жақсартатын тұрақты дисперсияларды жасайды.
- Кросслинкингтік қоспалар: Төмен функционалдылықтағы пероксидтер арнайы PU формулаларында қосымша кросслинкинг жасап, өлшемдік тұрақтылықты және жылуға төзімділікті жақсартады.
- Құюшылық модификаторлары: Полиолда винил мономерлерінің радикалды бастамаланған полимерленуі белгілі бір көбік сорттары үшін бақыланатын тұтқырлыққа ие полимерлі полиолдар жасайды.
- Силиконды беткі-белсенді заттарды тұрақтандыру: Кейбір арнайы беткі-белсенді зат жүйелері негізгі тізбекті синтездеу үшін пероксидпен басталатын полимерлендіруді қолданады.
Өнімдерге ұсыныстар
| Өнім | Химиялық атауы | CAS нөмірі | PU қолдану |
|---|---|---|---|
| AIBN | Азобис(изобутиронітрил) | 78-67-1 | SAN графты полиол синтезі |
| Перодокс DCP | Дикумил пероксиді | 80-43-3 | Мамандандырылған кросслинкинг, модификацияланған ПУ |
| Полиэфирлі полиол | PPG негізіндегі полиол | 25322-69-4 | Икемді/қатты көбік үшін негізгі полиол |
| Полимерлі МДИ | Дифенилметан диизоцианат | 101-68-8 | Изоцианатты компонент (қатты) |
| Perodox BIPB | Бис(т-БуПиПи)бензол | 2212-81-9 | Жағымсыз иісі төмен PU модификациясы |
Салыстыру: икемді көбік үшін графт полиол түрлері
| Параметр | SAN графты (Ст/АН 70:30) | Стирол-бутадиенді графт | Өңделмеген полиол |
|---|---|---|---|
| Инициатор | AIBN (0,3–0,5%) | AIBN + пероксид қоспасы | Қолданылмайды |
| Қатты зат мөлшері | 20-40% | 15-30% | 0% |
| Құюлық (мПа·с) | 2000-5000 | 3000-8000 | 500-1500 |
| Фильмдік жүктеме-тасымалдау (ILD 65%) | Жоғары (120-180 Н) | Өте жоғары (180-250 Н) | Төмен (60–100 Н) |
| Қайта қалпына келу қабілеті (доптың секіруі) | 40-50% | 35-45% | 50-60% |
| Көбік тығыздығының ауқымы | 25-80 кг/м³ | 40-100 кг/м³ | 15-50 кг/м³ |
| Түсі | Ақ-сұрғылт | Ақ-мұңғырт | Ашықтан ашық сарыға дейін |
Жобалық зерттеу: жоғары серпімді автокөліктік отырғыш көбігі
Автокөліктік орындық көбік өндірушісі орындықтың қаттылығын (ILD 65% 110 Н-нан 160 Н-ға дейін) арттыруды және жайлылық үшін доптың қайта секіру көрсеткішін 45%-дан жоғары ұстауды қажет етті. Олардың қолданыстағы формуласында модификацияланбаған полиол қолданылып, қажетті қаттылыққа шамадан тыс изомадиат индексінсіз қол жеткізу мүмкін болмады (шығынды арттырып, сынғыштықты күшейтеді).
Шешім: Do Sender Chem компаниясы полиол қоспасына 30% SAN графты полиолды (AIBN арқылы 0,4 салмақ%, 40% қатты зат мөлшерінде синтезделген) қосуды ұсынды. Негізгі формула былай өзгертілді: графты полиол 30 / негізгі полиол 70 / су 3,5 / силиконды беткі-белсенді зат 1,0 / аминді катализатор 0,3 / TDI 105 индексі.
Нәтижелері:
- ILD 65%: 165 Н (110 Н-нан — 50 %-ға жақсартылды)
- Доптың секіруі: 47% (45%-дан жоғары ыңғайлылық мақсаты сақталды)
- Сыдырмалы беріктік: 180 кПа (120 кПа-дан)
- Ұзартылуы: 130% (110%-дан)
- Изоцианат индексі 115-тен 105-ке дейін төмендеді (шығынды үнемдеу)
Өнеркәсіп тенденциялары: Биологиялық негізделген және өрт қауіпсіздігі бар көбіктер
PU көбік өндірісі өзгеруде: (1) Соя майы, кастор майы және қайта өңделген PET негізіндегі биополиолдар графттық полимеризацияға бейімделген инициатор жүйелерін қажет етеді; (2) Төмен GWP-лі көбіктің агенттары (HFO, су) модификацияланған беткі-белсенді заттар мен катализатор пакеттерін талап етеді; (3) Ғимараттарды оқшаулауға арналған отқа төзімді қатты көбіктерде полиол тізбегіне енгізілген реактивті оттан қорғайтын заттар барған сайын көбірек қолданылады; (4) PU қалдықтарын химиялық қайта өңдеу арқылы алынған қайта өңделген құрамды полиолдар тазалыққа сезімтал бастаушы жүйелерді қажет етеді. Біздің PU қоспалары тобы барлық көбік түрлері үшін формулаларды оңтайландыруға қолдау көрсетеді.