Шарҳи умумӣ
Кафки полиуретанӣ (PU) яке аз серҷонибатарин маводҳои полимерӣ мебошад, ки истеҳсоли ҷаҳонии он солона аз 15 миллион тонна зиёд аст. Татбиқоти он аз изолятсияи кафки сахт (сохтмон, яхдон), кафки чандир (мебел, тахтаи хоб, курсиҳои автомобилӣ) ва кафкҳои махсус (ҷабби садо, бастабандӣ, филтратсия) иборат аст. Ҳарчанд кафкҳои PU асосан тавассути реаксияи изоцианат-полиол ҳосил мешаванд, пероксидҳои органикӣ ва иловаҳои махсус дар синтези полиоли тағйирёфта, истеҳсоли полиоли графтишуда ва барномаҳои махсуси пайвастшавӣ нақши муҳим доранд.
Мушкилоти асосии саноат инҳоро дар бар мегиранд: коҳиш додани GWP (потенсиали гармшавии глобалӣ)-и агенти пухтан, беҳтар кардани муқовимат ба оташ (кодҳои сохтмонӣ), ноил шудан ба зичии пасттар бидуни қурбони кардани мустаҳкамӣ ва таҳияи полиолҳои биоасосӣ аз ашёи хоми барқароршаванда.
Татбиқоти кимиёвӣ
Маводи кимиёвии махсус дар чандин марҳилаи истеҳсоли кафкҳои PU истифода мешаванд:
- Синтези полиоли графти: Полиолҳои полимерӣ (полиолҳои графти) бо полимерсозии стирол/акрилонитрил (SAN) ё кополимерҳои стирол/бутадиен дар полиоли асосӣ бо истифода аз инициаторҳои AZO (AIBN) истеҳсол мешаванд. Ин дисперсияҳои устуворро ба вуҷуд меорад, ки қобилияти борбардорӣ ва барқароршавии кафк (резилситаш)-ро беҳтар мекунанд.
- Иловаҳои пайвасткунанда (crosslinking): Пероксидҳои камфунксионалӣ метавонанд дар формулацияҳои махсуси PU пайвастшавии иловагӣ фароҳам оранд, ки устувории андоза ва муқовимати гармиро беҳтар мекунад.
- Модификаторҳои вискозитет: Полимеризатсияи радикалӣ-оғозёфтаи мономерҳои винил дар полиол полиолҳои полимерӣ бо вискозитети назоратшаванда барои дараҷаҳои мушаххаси кафк эҷод мекунад.
- Стабилизатсия бо сурфактантҳои силиконӣ: Баъзе системаҳои махсуси сурфактантӣ барои синтези сутуни асосӣ полимеризатсияи бо пероксид оғозшударо истифода мебаранд.
Тавсияҳои маҳсулот
| Маҳсулот | Номи кимиёвӣ | Рақами CAS | Татбиқи PU |
|---|---|---|---|
| Азобис(изобутиронитрил) | Азобис(изобутиронітрил) | 78-67-1 | Синтези полиол бо графтинги SAN |
| Перодокс DCP | Дикумил пероксид | 80-43-3 | Мустаҳкамсозии махсус, PU-и тағйирёфта |
| Полиолҳои полиэфирӣ | Полиол бар асоси PPG | 25322-69-4 | Полиол асосӣ барои кафки чандир/сахт |
| Полимерӣ MDI | Дифенилметан диизоцианат | 101-68-8 | Компоненти изомалят (сахт) |
| Перодокс BIPB | Бис(т-БуПиПи)бензен | 2212-81-9 | Модификатсияи PU бо бӯи кам |
Муқоиса: намудҳои полиолҳои графтии барои кафки чандир
| Параметр | Графти SAN (St/AN 70:30) | Графти стирол-бутадиен | Полиол бе тағйирот |
|---|---|---|---|
| Инициатор | AIBN (0.3-0.5%) | омехтаи AIBN ва пероксид | Татбиқ намешавад |
| Мундариҷаи сахт | 20-40% | 15-30% | 0% |
| Вискозитет (мПа·с) | 2000-5000 | 3000-8000 | 500-1500 |
| Қабати борбардор (ILD 65%) | Баланд (120-180 Н) | Бисёр баланд (180-250 Н) | Паст (60-100 Н) |
| Қайтаҷӯшӣ (Баргардонии тӯб) | 40-50% | 35-45% | 50-60% |
| Диапазони зичии кафк | 25-80 кг/м³ | 40-100 кг/м³ | 15-50 кг/м³ |
| Ранг | Сафед-ношаффоф | Сафед-ношаффоф | Шаффоф то зардчашм |
Мавриди омӯзиш: Кафки баландрезилии нишастгоҳи автомобилӣ
Истеҳсолкунандаи кафки нишастгоҳи автомобилӣ зарур дошт, ки сахтии нишаст (ILD аз 110 N ба 160 N) беҳтар гардонад, дар ҳоле ки бозгашти тӯб >45 % барои бароҳатӣ нигоҳ дошта шавад. Формулаи мавҷудаи онҳо полиолҳои тағйирношударо истифода мебурд ва бидуни баланд бардоштани нишондиҳандаи изоцианат (ки хароҷотро меафзояд ва маводро шикастпазир мегардонад) наметавонист сахтии мақсаднокро таъмин кунад.
Ҳалли масъала: Ширкати Do Sender Chem тавсия дод, ки 30% полиоли графтии SAN (синтезшуда бо AIBN дар 0,4% масса, бо 40% моддаи сахт) ба омехтаи полиол илова карда шавад. Таркиби асосӣ танзим карда шуд: полиоли графти 30% / полиоли асосӣ 70% / об 3,5% / сурфактанти силиконӣ 1,0% / катализатори аминӣ 0,3% / индекси TDI 105.
Натиҷаҳо:
- ILD 65%: 165N (аз 110N — 50% беҳбудӣ)
- Баргардонидани тӯб: 47% (нигоҳдорӣ >45% ҳадафи бароҳатӣ)
- Муқовимати кашишӣ: 180 кПа (аз 120 кПа)
- Дарозшавӣ: 130% (аз 110%)
- Индекси изоцианат аз 115 то 105 коҳиш ёфт (сарфаи хароҷот)
Рӯйдодҳои саноат: Кафкҳои биопойдор ва оташнишон
Саноати кафкҳои PU тағйир меёбад: (1) Полиолҳои биоасосӣ аз равғани соя, равғани кастор ва PET-и такроршуда ниёз ба системаҳои инициаторӣ барои полимеризатсияи пайвастшавӣ доранд; (2) Агентҳои газдиҳандаи кам-GWP (HFO, об) ба бастаҳои модификатсияшудаи сурфактант ва катализатор ниёз доранд; (3) Кафкҳои сахти оташпой барои изолятсияи биноҳо торафт бештар бо монеаҳои реактивии оташгирӣ, ки ба сохтори асосии полиол ворид шудаанд, истифода мешаванд; (4) Полиолҳои бо маводи такрорӣ аз коркарди кимиёвии партовҳои PU ниёз ба системаҳои инициаторӣ доранд, ки ба тозагӣ ҳассосанд. Гурӯҳи иловаҳои PU-и мо дастгирии оптимизатсияи формуларо барои ҳамаи намудҳои кафк таъмин мекунад.