Содержание
Точка росы. Определение точка росы расчет, точка росы таблица, температура точки росы.
Точка Росы определяет то соотношение температуры воздуха, влажности воздуха и температуры поверхности, при котором на поверхности начинает конденсироваться вода.
Производство и продажа материалов, выполнение работ: Полимерные полы Наливные полы
Точка росы определение
Определение точки росы является чрезвычайно важным фактором при устройстве любых полимерных полов, покрытий и наливных полов по любым основаниям: бетон, металл, дерево и т.д. Возникновение точки росы и, соответственно, конденсата воды на поверхности основания в момент укладки полимерных полов наливных полов и покрытий может вызвать появление самых разных дефектов: шагрень, вздутия и раковины; полное отслоение покрытия от основания. Визуальное определение точки росы – появление влаги на поверхности – практически невозможно, поэтому для расчета точки росы применяется технология, приведенная ниже.
Точка росы таблица
Таблица точки росы используется очень просто – наведите на неё мышку… Точка Росы таблица — скачать
Например: температура воздуха +16°С, относительная влажность воздуха 65%.
Найдите ячейку на пересечении температуры воздуха +16°С и влажности воздуха 65%. Получилось +9°С – это и есть Точка росы.
Это значит, что если температура поверхности будет равна или ниже +9°С – на поверхности будет конденсироваться влага.
Для нанесения полимерных покрытий температура поверхности должна быть не менее чем на 4°С выше точки росы!
| Темпе- ратура воздуха | Температура точки росы при относительной влажности воздуха (%) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60% | 65% | 70% | 75% | 80% | 85% | 90% | 95% | |
| -10°С | -23,2 | -21,8 | -20,4 | -19 | -17,8 | -16,7 | -15,8 | -14,9 | -14,1 | -13,3 | -12,6 | -11,9 | -10,6 | -10 |
| -5°С | -18,9 | -17,2 | -15,8 | -14,5 | -13,3 | -11,9 | -10,9 | -10,2 | -9,3 | -8,8 | -8,1 | -7,7 | -6,5 | -5,8 |
| 0°С | -14,5 | -12,8 | -11,3 | -9,9 | -8,7 | -7,5 | -6,2 | -5,3 | -4,4 | -3,5 | -2,8 | -2 | -1,3 | -0,7 |
| +2°С | -12,8 | -11 | -9,5 | -8,1 | -6,8 | -5,8 | -4,7 | -3,6 | -2,6 | -1,7 | -1 | -0,2 | -0,6 | 1,3 |
| +4°С | -11,3 | -9,5 | -7,9 | -6,5 | -4,9 | -4 | -3 | -1,9 | -1 | 0 | 0,8 | 1,6 | 2,4 | 3,2 |
| +5°С | -10,5 | -8,7 | -7,3 | -5,7 | -4,3 | -3,3 | -2,2 | -1,1 | -0,1 | 0,7 | 1,6 | 2,5 | 3,3 | 4,1 |
| +6°С | -9,5 | -7,7 | -6 | -4,5 | -3,3 | -2,3 | -1,1 | -0,1 | 0,8 | 1,8 | 2,7 | 3,6 | 4,5 | 5,3 |
| +7°С | -9 | -7,2 | -5,5 | -4 | -2,8 | -1,5 | -0,5 | 0,7 | 1,6 | 2,5 | 3,4 | 4,3 | 5,2 | 6,1 |
| +8°С | -8,2 | -6,3 | -4,7 | -3,3 | -2,1 | -0,9 | 0,3 | 1,3 | 2,3 | 3,4 | 4,5 | 5,4 | 6,2 | 7,1 |
| +9°С | -7,5 | -5,5 | -3,9 | -2,5 | -1,2 | 0 | 1,2 | 2,4 | 3,4 | 4,5 | 5,5 | 6,4 | 7,3 | 8,2 |
| +10°С | -6,7 | -5,2 | -3,2 | -1,7 | -0,3 | 0,8 | 2,2 | 3,2 | 4,4 | 5,5 | 6,4 | 7,3 | 8,2 | 9,1 |
| +11°С | -6 | -4 | -2,4 | -0,9 | 0,5 | 1,8 | 3 | 4,2 | 5,3 | 6,3 | 7,4 | 8,3 | 9,2 | 10,1 |
| +12°С | -4,9 | -3,3 | -1,6 | -0,1 | 1,6 | 2,8 | 4,1 | 5,2 | 6,3 | 7,5 | 8,6 | 9,5 | 10,4 | 11,7 |
| +13°С | -4,3 | -2,5 | -0,7 | 0,7 | 2,2 | 3,6 | 5,2 | 6,4 | 7,5 | 8,4 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | 12,3 |
| +14°С | -3,7 | -1,7 | 0 | 1,5 | 3 | 4,5 | 5,8 | 7 | 8,2 | 9,3 | 10,3 | 11,2 | 12,1 | 13,1 |
| +15°С | -2,9 | -1 | 0,8 | 2,4 | 4 | 5,5 | 6,7 | 8 | 9,2 | 10,2 | 11,2 | 12,2 | 13,1 | 14,1 |
| +16°С | -2,1 | -0,1 | 1,5 | 3,2 | 5 | 6,3 | 7,6 | 9 | 10,2 | 11,3 | 12,2 | 13,2 | 14,2 | 15,1 |
| +17°С | -1,3 | 0,6 | 2,5 | 4,3 | 5,9 | 7,2 | 8,8 | 10 | 11,2 | 12,2 | 13,5 | 14,3 | 15,2 | 16,6 |
| +18°С | -0,5 | 1,5 | 3,2 | 5,3 | 6,8 | 8,2 | 9,6 | 11 | 12,2 | 13,2 | 14,2 | 15,3 | 16,2 | 17,1 |
| +19°С | 0,3 | 2,2 | 4,2 | 6 | 7,7 | 9,2 | 10,5 | 11,7 | 13 | 14,2 | 15,2 | 16,3 | 17,2 | 18,1 |
| +20°С | 1 | 3,1 | 5,2 | 7 | 8,7 | 10,2 | 11,5 | 12,8 | 14 | 15,2 | 16,2 | 17,2 | 18,1 | 19,1 |
| +21°С | 1,8 | 4 | 6 | 7,9 | 9,5 | 11,1 | 12,4 | 13,5 | 15 | 16,2 | 17,2 | 18,1 | 19,1 | 20 |
| +22°С | 2,5 | 5 | 6,9 | 8,8 | 10,5 | 11,9 | 13,5 | 14,8 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| +23°С | 3,5 | 5,7 | 7,8 | 9,8 | 11,5 | 12,9 | 14,3 | 15,7 | 16,9 | 18,1 | 19,1 | 20 | 21 | 22 |
| +24°С | 4,3 | 6,7 | 8,8 | 10,8 | 12,3 | 13,8 | 15,3 | 16,5 | 17,8 | 19 | 20,1 | 21,1 | 22 | 23 |
| +25°С | 5,2 | 7,5 | 9,7 | 11,5 | 13,1 | 14,7 | 16,2 | 17,5 | 18,8 | 20 | 21,1 | 22,1 | 23 | 24 |
| +26°С | 6 | 8,5 | 10,6 | 12,4 | 14,2 | 15,8 | 17,2 | 18,5 | 19,8 | 21 | 22,2 | 23,1 | 24,1 | 25,1 |
| +27°С | 6,9 | 9,5 | 11,4 | 13,3 | 15,2 | 16,5 | 18,1 | 19,5 | 20,7 | 21,9 | 23,1 | 24,1 | 25 | 26,1 |
| +28°С | 7,7 | 10,2 | 12,2 | 14,2 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 21,7 | 22,8 | 24 | 25,1 | 26,1 | 27 |
| +29°С | 8,7 | 11,1 | 13,1 | 15,1 | 16,8 | 18,5 | 19,9 | 21,3 | 22,5 | 22,8 | 25 | 26 | 27 | 28 |
| +30°С | 9,5 | 11,8 | 13,9 | 16 | 17,7 | 19,7 | 21,3 | 22,5 | 23,8 | 25 | 26,1 | 27,1 | 28,1 | 29 |
| +32°С | 11,2 | 13,8 | 16 | 17,9 | 19,7 | 21,4 | 22,8 | 24,3 | 25,6 | 26,7 | 28 | 29,2 | 30,2 | 31,1 |
| +34°С | 12,5 | 15,2 | 17,2 | 19,2 | 21,4 | 22,8 | 24,2 | 25,7 | 27 | 28,3 | 29,4 | 31,1 | 31,9 | 33 |
| +36°С | 14,6 | 17,1 | 19,4 | 21,5 | 23,2 | 25 | 26,3 | 28 | 29,3 | 30,7 | 31,8 | 32,8 | 34 | 35,1 |
| +38°С | 16,3 | 18,8 | 21,3 | 23,4 | 25,1 | 26,7 | 28,3 | 29,9 | 31,2 | 32,3 | 33,5 | 34,6 | 35,7 | 36,9 |
| +40°С | 17,9 | 20,6 | 22,6 | 25 | 26,9 | 28,7 | 30,3 | 31,7 | 33 | 34,3 | 35,6 | 36,8 | 38 | 39 |
Точка росы расчет
Чтобы сделать расчет точки росы, необходимы приборы: термометр, гигрометр.
- Измерьте температуру на высоте 50-60см от пола (или от поверхности) и относительную влажность воздуха.
- По таблице определите температуру «точки росы».
- Измерьте температуру поверхности. Если у Вас нет специального бесконтактного термометра, положите обычный термометр на поверхность и накройте его, чтобы теплоизолировать от воздуха. Через 10-15 минут снимите показания.
- Температура поверхности должна быть не менее чем на 4 (четыре) градуса выше точки росы.
В противном случае производить работы по нанесению полимерных полов и полимерных покрытий НЕЛЬЗЯ!
Существуют приборы, которые сразу выполняют расчет точки росы в градусах C.
В этом случае термометр, гигрометр и таблица точки росы не требуется – они все совмещены в этом приборе.
Разные полимерные покрытия по разному «относятся» к влаге на поверхности при нанесении. Наиболее «чувствительны» к возникновению точки росы полиуретановые материалы: окрасочные покрытия, полиуретановые наливные полы, лаки и т.
п. Это связано с тем, что вода для полиуретана является отвердителем, и при избытке влаги реакция полимеризации идет очень быстро. В результате появляются самые разные дефекты покрытия. Особенно неприятным дефектом является уменьшение адгезии, которое сразу определить невозможно, а со временем это приводит к частичному или полному отслоению покрытия или полимерного пола.
Важно учитывать, что точка росы опасна не только в момент нанесения покрытия, но и во время его отверждения. Особенно это опасно для наливных полов, так как время их начального отверждения достаточно большое (до суток).
Эпоксидные наливные полы и покрытия «менее чувствительны» к влаге, но, тем не менее, определение точки росы – это залог качества при устройстве любых полимерных полов и лакокрасочных покрытий.
6мар18
Полиуретановые сайлентблоки и втулки | Точка опоры
Подбор деталей
Марка авто
Рынок
Модель
Кузов
Год
Номер OEM или артикул
Номер VIN или кузова
Эффективность
Полиуретановые детали подвески более эффективны при эксплуатации автомобиля
в тяжёлых дорожных условиях.
Надёжность
Полиуретановые детали надёжно предохраняют подвеску и кузов
при максимальных нагрузках.Долговечность
Ресурс полиуретановых деталей
выше резиновых в 4−5 раз.
Последние новости
Mercedes-Benz показал первую фотографию обновленного V-Class
Затемнённый тизер не скрывает основные доработки: однообъёмник отличится матричными фарами, внушительной радиаторной решёткой а-ля Maybach и бампером с небольшими воздухозаборниками.
По шпионским снимкам очевидно, что рестайлинг затронет и салон: у минивэна появится информационно-развлекательный комплекс MBUX в духе E-Класса предыдущего поколения W213 и другой мультируль.Peugeot представил обновленный кроссовер 2008
Компания Peugeot обновила субкомпактный кроссовер 2008, который появится у европейских дилеров летом этого года.
ТОП-5 марок по продажам автокранов в России
С января по апрель 2023 года в нашей стране было реализовано 1712 новых грузовых автомобилей, оснащенных автокранами или подъемниками.
Как сообщают эксперты агентства «АВТОСТАТ» (со ссылкой на данные АО «ППК»), это на 28% больше, чем за 4 месяца прошлого года. Также они назвали пять марок, которые лидируют по продажам таких машин.
По шпионским снимкам очевидно, что рестайлинг затронет и салон: у минивэна появится информационно-развлекательный комплекс MBUX в духе E-Класса предыдущего поколения W213 и другой мультируль.
Как сообщают эксперты агентства «АВТОСТАТ» (со ссылкой на данные АО «ППК»), это на 28% больше, чем за 4 месяца прошлого года. Также они назвали пять марок, которые лидируют по продажам таких машин.Имя
Телефон
Ваше сообщение
Имя
Телефон
Марка авто
Модель авто
VIN/номер кузова
Объем двигателя
Ваше сообщение
Запоминаем склад
Владивосток
Красноярск
Краснодар
Москва
Полиуретаны
Полимерные материалы, известные как полиуретаны, образуют семейство полимеров, которые существенно отличаются от большинства других пластиков тем, что в них нет уретанового мономера, а полимер почти всегда образуется в процессе изготовления конкретного объекта.
Полиуретаны получают экзотермическими реакциями между спиртами с двумя или более реакционноспособными гидроксильными (-ОН) группами на молекулу (диолы, триолы, полиолы) и изоцианатами, которые имеют более одной реакционноспособной изоцианатной группы (-NCO) на молекулу (диизоцианаты, полиизоцианаты). Например, диизоцианат реагирует с диолом:
Группа, образованная в результате реакции между двумя молекулами, известна как «уретановая связь». Это неотъемлемая часть молекулы полиуретана.
Применение полиуретанов
Физические свойства, а также химическая структура полиуретанов зависят от строения исходных реагентов, в частности групп R 1 и R 2 . Характеристики полиолов — относительная молекулярная масса, количество реакционноспособных функциональных групп на молекулу и молекулярная структура — влияют на свойства конечного полимера и, следовательно, на то, как он используется.
Рисунок 1 Использование полиуретанов.
Существует фундаментальное различие между производством большинства полиуретанов и производством многих других пластиков. Полимеры, такие как поли(этилен) и поли(пропилен), производятся на химических заводах и продаются в виде гранул, порошков или пленок. В последующем из них изготавливают изделия путем нагревания полимера, формования его под давлением и охлаждения. Свойства таких конечных продуктов почти полностью зависят от свойств исходного полимера.
Полиуретаны, с другой стороны, обычно перерабатываются непосредственно в конечный продукт. Большая часть производимых полиуретанов имеет форму больших блоков пенопласта, которые нарезаются для использования в подушках или для теплоизоляции. Химическая реакция также может происходить в формах, что приводит, например, к бамперу автомобиля, корпусу компьютера или строительной панели. Это может произойти, когда жидкие реагенты распыляются на поверхность здания или наносятся на ткань.
|
2. Никакой другой пластик не может быть изготовлен так же, как полиуретан. Пены могут быть гибкими или жесткими, устойчивыми к холоду или особенно приятными для кожи. Все сводится к способу смешивания полиуретановых «строительных блоков». Комбинированный эффект управления свойствами полимера и плотностью приводит к существованию очень широкого спектра различных материалов, так что полиуретаны используются во многих областях (таблица 1).
Некоторые примеры основных причин выбора полиуретанов, как показано в Таблице 1. 30
прочность, долговечность
жизнь
Таблица 1.
Свойства и применение полиуретанов.
Полиуретаны могут быть жесткими или резиноподобными при любой плотности, например, от 10 кг м -3 до 100 кг м -3 . Общий диапазон свойств, доступных разработчику и производителю, явно очень широк, и это отражается во множестве самых разных применений полиуретанов.
Годовое производство полиуретанов
| Мир | 17,9 млн тонн 1,2 |
| Европа | 3,5 млн тонн 3 |
1. В 2015 году. Ожидается 19,0 и 26,4 млн тонн в 2016 и 2021 годах соответственно. Research and Markets, 2016.
2. По оценкам, на сегодняшний день на долю Китая приходится более 50% общей мощности, HIS Markit, 2014
3. Plastics — the Facts, 2016 PlasticsEurope, 2016
Производство полиуретанов
Поскольку полиуретаны получают в результате реакции между изоцианатом и полиолом, раздел делится на три части:
а) производство изоцианатов
б) производство полиолов
в) производство полиуретанов
( а) Производство изоцианатов
Хотя существует множество ароматических и алифатических полиизоцианатов, два из них имеют особое промышленное значение.
У каждого из них есть варианты, и вместе они составляют основу около 95% всех полиуретанов. Это:
- TDI (толуолдиизоцианат или метилбензолдиизоцианат)
- МДИ (метилендифенилдиизоцианат или дифенилметандиизоцианат).
TDI был разработан первым, но в настоящее время используется в основном в производстве гибких пенопластов низкой плотности для подушек.
Смесь диизоцианатов, известная как TDI, состоит из двух изомеров:
Исходным материалом является метилбензол (толуол). При взаимодействии со смешанной кислотой (азотной и серной) основными продуктами являются два изомера нитрометилбензола (НМБ).
При дальнейшем нитровании этой смеси образуется смесь динитрометилбензолов. В промышленности они известны под своими тривиальными названиями: 2,4-динитротолуол и 2,6-динитротолуол (ДНТ). 80% составляет 2,4-ДНТ и 20% составляет 2,6-ДНТ:
Затем смесь динитробензолов восстанавливают до соответствующих аминов:
ТДА нагревают с карбонилхлоридом (фосгеном) для получения диизоцианатов, и этот процесс можно проводить в жидкой фазе с хлорбензолом в качестве растворителя при температуре около 350 К:
В качестве альтернативы эти реакции проводят в газовой фазе путем испарения диаминов при приблизительно 600 К и смешивания их с карбонилхлоридом.
Это является экологическим и экономическим улучшением по сравнению с жидкофазным процессом, поскольку не требуется растворитель.
В любом процессе реагентом является изомерная смесь динитросоединений, 80% 2,4- и 20% 2,6-, поэтому продукт представляет собой смесь диизоцианатов в тех же пропорциях.
Производить эту смесь в разных пропорциях дорого. Это означает очистку смеси нитрометилбензолов, NMB, очень тщательной перегонкой.
Более эффективно придавать полиуретанам различные свойства, используя различные полиолы, которые реагируют со смесью TDI 80:20 с получением полимеров.
МДИ является более сложным и позволяет производителю полиуретана более гибко использовать процесс и продукт. Смесь диизоцианатов обычно используется для изготовления жестких пен.
Исходными материалами являются фениламин (анилин) и метаналь (формальдегид), которые реагируют вместе, образуя смесь аминов, известную как МДА (метилендианилин). Эта смесь реагирует с карбонилхлоридом (фосгеном) с образованием MDI аналогично производству TDI.
MDI содержит следующие диизоцианаты:
Рисунок 3. Изомеры MDI.
Термин MDI относится к смеси трех изомеров на рисунке 3. Их можно разделить перегонкой.
(b) Производство полиолов
Используемые полиолы представляют собой либо простые полиэфиры с концевыми гидроксильными группами (примерно в 90% всего производства полиуретанов), либо сложные полиэфиры с концевыми гидроксильными группами. Они были разработаны для обеспечения необходимой реакционной способности по отношению к изоцианату, который будет использоваться, и для производства полиуретанов с особыми свойствами.
Выбор полиола, особенно количество реакционноспособных гидроксильных групп на молекулу полиола, а также размер и гибкость его молекулярной структуры, в конечном итоге определяют степень поперечного связывания между молекулами. Это оказывает важное влияние на механические свойства полимера.
Примером полиола с двумя гидроксильными группами (т. е. длинноцепочечного диола) является полиол, полученный из эпоксипропана (пропиленоксида) путем взаимодействия с пропан-1,2-диолом (который сам образуется из эпоксипропана путем гидролиза) :
Пример полиола, содержащего три гидроксильные группы, получают из пропан-1,2,3-триола (глицерина) и эпоксипропана:
, который может быть представлен следующей идеализированной структурой:
Соевое масло содержит триглицериды длинноцепочечных насыщенных и ненасыщенных карбоновых кислот, которые после гидрирования могут при взаимодействии с эпоксипропаном образовывать смесь полиолов, пригодную для производства широкого спектра полиуретанов.
Использование этих биополей означает, что по крайней мере часть полимера получена из возобновляемых источников.
(c) Производство полиуретанов
Если полиол имеет две гидроксильные группы и смешивается либо с ТДИ, либо с МДИ, получается линейный полимер. Например, линейный полиуретан получают реакцией с диизоцианатом и простейшим диолом, этан-1,2-диолом, происходит конденсационная полимеризация:
Широко используемый полиуретан получают из ТДИ и полиола, полученного из эпоксипропана:
Если полиол имеет более двух реакционноспособных гидроксильных групп, соседние длинноцепочечные молекулы соединяются в промежуточных точках. Эти сшивки создают более жесткую полимерную структуру с улучшенными механическими характеристиками, которая используется при разработке «жестких» полиуретанов. Таким образом, диизоцианат, такой как MDI или TDI, который взаимодействует с полиолом с тремя гидроксильными группами, таким как полученный из пропан-1,2,3-триола и эпоксиэтана, подвергается сшивке и образует жесткий термореактивный полимер.
Помимо полиизоцианатов и полиолов, для производства полиуретанов требуется ряд других химических веществ для контроля реакций образования полиуретана и придания конечному продукту нужных свойств.
Все практические полиуретановые системы включают некоторые, но не обязательно все, системы, описанные в таблице 2.
| Рисунок 4. Сломанные конечности теперь можно забинтовать полиэфирной повязкой, пропитанной линейным полиуретаном. После того, как бинт намотан на конечность, его замачивают в воде, которая образует поперечные связи между молекулами полиуретана, создавая прочный, но легкий слепок. С любезного разрешения Валмайского залива. |
| Добавки | Причины использования |
|---|---|
| для ускорения реакции между полиолом и полиизоцианатом | |
| сшивающие и удлиняющие цепи агенты | для модификации структуры молекул полиуретана и обеспечения механического усиления для улучшения физических свойств (например, добавление полиизоцианата или полиола с большим количеством функциональных групп) |
| пенообразователи поверхностно-активные вещества | для создания полиуретана в виде пены для контроля образования пузырьков во время реакции и, следовательно, ячеистой структуры пены |
| пигменты | для создания цветных полиуретанов для идентификации и эстетических соображений |
| наполнители | для улучшения таких свойств, как жесткость, и снижения общих затрат |
| антипирены | для снижения воспламеняемости конечного продукта |
| средства подавления дыма | для снижения скорости образования дыма при сжигании полиуретана |
| пластификаторы | для снижения твердости изделия |
Таблица 2 Добавки, используемые при производстве полиуретанов.
Производственный процесс
В качестве примера рассмотрим производство формованного изделия, которое в противном случае могло бы быть изготовлено из термопластичного полимера путем литья под давлением. Чтобы сделать его из полиуретана, необходимо смешать точно нужные массы двух основных компонентов (полиизоцианата и полиола), которые должны быть жидкими. Реакция начинается немедленно и дает твердый полимер. В зависимости от состава, используемых катализаторов и применения реакция обычно завершается за время от нескольких секунд до нескольких минут. Следовательно, в это время необходимо дозировать реакционную жидкую смесь в форму, а также очистить комбинированное «смесительно-дозаторное» оборудование для подготовки к следующей операции. Экзотермическая химическая реакция завершается внутри формы, и готовое изделие может быть немедленно извлечено из формы.
Вспененные полиуретаны
При взаимодействии двух жидкостей образуется твердый полимер. Полимер может быть эластичным или жестким.
Однако он может содержать и пузырьки газа, поэтому он ячеистый — пена.
При производстве вспененного полиуретана существует два возможных способа получения газа внутри реагирующей жидкой смеси. В так называемом химическом продувании используется вода, которая может быть добавлена к полиолу, который вступает в реакцию с некоторым количеством полиизоцианата с образованием диоксида углерода:
В качестве альтернативы (физическая продувка) к полиолу подмешивают жидкость с низкой температурой кипения, например пентан. Реакция экзотермическая, поэтому по мере ее протекания смесь нагревается и пентан испаряется.
Небольшое количество воздуха рассеивается через смесь полиизоцианата и полиола. Это обеспечивает зародышеобразование множества пузырьков газа, образующихся в полимере. Тепло заставляет пузырьки расширяться до тех пор, пока химическая реакция не превратит жидкость в твердый полимер, а доступное давление газа не сможет вызвать дальнейшее расширение.
Обувная подошва, например, может быть «выдута», чтобы удвоить объем твердого полимера.
Этот процесс настолько универсален, что расширение может пойти гораздо дальше. В пенах низкой плотности для обивки или теплоизоляции менее 3% от общего объема приходится на полиуретан. Газ расширил первоначальный объем, занимаемый жидкостью, в 30–40 раз. В случае с подушками требуется ровно столько твердого полимера, чтобы мы могли удобно сидеть.
В теплоизоляции газ, заключенный в ячейках, обеспечивает изоляцию. Полимер, который окружает ячейки, снижает эффективность изоляции, поэтому имеет смысл иметь его как можно меньше.
|
Адгезия
На заключительных стадиях реакции образования полиуретана смесь превращается в гель с очень эффективной поверхностной адгезией.
Следовательно, полиуретаны могут использоваться в качестве клеев. Не менее важно и то, что полиуретаны, которые создаются, например, как амортизирующие или изоляционные материалы, могут быть приклеены к поверхностным материалам без использования отдельных клеев.
Гибкая пена и ткань могут создавать композитную подушку, а жесткая пена и листовые строительные материалы (например, гипсокартон, стальной лист, фанера) могут использоваться для изготовления композитных строительных изоляционных панелей.
Дата последнего изменения: 24 апреля 2017 г.
Tailoring PUR Hard Block Segments
Полиуретаны представляют собой особый класс сегментированных блок-сополимеров, состоящих из чередующихся последовательностей мягких и твердых сегментов. Мягкий сегмент обычно основан на полиэфирных или полиэфирных полиолах с температурой стеклования (Tg) значительно ниже комнатной температуры, в то время как жесткий сегмент состоит из диизоцианата и удлинителя цепи.
Твердый сегмент часто кристаллический.
Свойства полиуретана: мягкие и твердые сегменты
Удлинители цепей представляют собой функциональные низкомолекулярные соединения. Химический состав твердых и мягких сегментов действует синергетически, создавая широкий спектр свойств, таких как эластичность, твердость, прочность на растяжение и изгиб, упругость и долговечность и т. д. Мягкий сегмент обеспечивает эластичность, прочность и упругость, а твердый сегмент способствует прочности, твердости и работе при повышенных температурах.
Химическая структура твердых и мягких сегментов, а также их соотношение и длина цепи оказывают существенное влияние на общие свойства полиуретана. Что касается характеристик твердого блока, выбранный изоцианат и удлинитель цепи сильно влияют на конечные механические, физические, термические и технологические свойства полиуретана благодаря их способности стимулировать разделение фаз твердого блока и способствовать кристаллизации и образованию межмолекулярных жестких сегментов.
склеивание.
Несмотря на то, что многие комбинации диизоцианатов, диолов и диаминов были исследованы в жестких блочных сегментах, метилендиизоцианат (МДИ) является наиболее используемым диизоцианатом, в то время как 1,4-бутандиол (БДО) остается наиболее распространенным удлинителем цепи. Диамины в основном используются с полиуретановыми эластомерами на основе толуолдиизоцианата (TDI) с более низкой реакционной способностью. В этой статье мы рассмотрим, как можно использовать структурные характеристики жесткого блочного сегмента для адаптации свойств полиуретанового эластомера. Gantrade продает многие из уретановых промежуточных продуктов, которые будут обсуждаться здесь.
MDI/Diol Hard Block Chemistry
Первым критерием эффективного сегмента твердого блока является линейность; второй критерий состоит в том, что структура жесткого блока идеально содержит четное число атомов углерода (число групп СН 2 ) в диольном сегменте. Цепная упаковка отдельных твердых сегментов полиуретанов на молекулярном уровне улучшает общие эксплуатационные свойства получаемых эластомеров.
Удлинитель цепи BDO
В качестве удлинителя цепи 1,4-бутандиол (ММ: 90,12, ЭМ: 45,06, гидроксильное число: 1245 мг КОН/г) представляет собой универсальный жидкий промежуточный диол с реакционноспособной первичной гидроксильной функциональностью и линейной структурой, которая подходит для составления рецептур. полиуретаны с хорошим балансом твердости, высокой прочности и долговечности, а также термостабильности. BDO дает домены твердого сегмента кристаллического уретана с MDI, которые эффективно микрофазируются по отдельности, образуя прочные эластомерные сети. В композициях из термопластичного полиуретана (ТПУ) несшитые домены BDO-MDI могут быть расплавлены, поскольку они будут течь при повышенных температурах, что делает возможным термопластическую обработку. Связанные сетки восстанавливаются при охлаждении, образуя прочные эластомерные композиции.
Особенно выдающейся является высокая степень кристалличности и энтальпия плавления (тепло, необходимое для плавления кристаллического твердого сегмента) в твердых сегментах MDI-BDO из полиуретана.
Области применения включают в себя широкий спектр литых уретановых деталей, таких как колеса, ролики, ремни, рекреационное оборудование, футеровка труб и трубопроводная продукция, вкладыши и детали насосов, экраны вибростендов и гидроциклоны. Другие области применения включают в себя высокоэффективные клеи, герметики и покрытия, а также детали RIM и TPU, обувь, детали бытовой техники и автомобильные компоненты. Полиуретаны на основе систем MDI/BDO хорошо работают в агрессивных средах, таких как воздействие при добыче полезных ископаемых, добыче полезных ископаемых и нефтяных месторождений, а также в медицинских устройствах
В таблице ниже мы сравниваем БДО как удлинитель цепи с другими обычными диолами. Следует отметить энтальпию плавления сегмента MDI/BDO.
Энтальпия плавления и Tg для сегментов МДИ/диола Полиуретаны на полиэфирной основе | ||
| ΔH(Дж/г)- T м | T м °C |
1,2-ЭГ | 0,9 | 175 |
1,3-ПДО | 0,4 | 145 |
БДО | 2,8 | 148 |
1,5-ПДО | 0,14 | 167 |
1,6-ГДО | 0,69 | 156 |
Механические свойства репрезентативного полиуретана на основе форполимеров PTMEG 2000/MDI и BDO в качестве удлинителя цепи указаны ниже.
В таблице показано влияние повышенного содержания жестких блоков (более высокий процент NCO) на свойства. Прочность на растяжение, прочность на разрыв и твердость увеличиваются с увеличением концентрации твердых блоков.
Механические свойства форполимера MDI-PTMEG 2000 с удлинителем цепи BDO | ||
НКО, % | 8.20 | 6,60 |
Твердость по Шору A | 90А | 85А |
100 % Модуль упругости, фунт/кв. дюйм | 1100 | 830 |
Прочность на растяжение, psi | 5100 | 4800 |
Удлинение, % | 500 | 560 |
Прочность на разрыв, пли | 540 | 500 |
Башор Отскок, % | 64 | 70 |
Было оценено влияние молекулярной массы полиола ПТМЭГ и весового соотношения мягкого сегмента ПТМЭГ и жесткого сегмента МДИ/БДО в полиуретанах.
По мере того, как в полиуретане увеличивается соотношение твердых и мягких блоков, увеличивается твердость по Шору А, а также модуль упругости, предел прочности при растяжении, прочность на разрыв и остаточная деформация при сжатии. Удлинение при разрыве и устойчивость к гидролизу увеличиваются с увеличением содержания ПТМЭГ.
В систематическом исследовании E. Pechhold и G. Pruckmayr наблюдали следующие эффекты молекулярной массы ПТМЭГ и содержания мягких сегментов на физико-механические свойства литых полиуретановых эластомеров ПТМЭГ/МДИ/БДО:
- степень фазового разделения мягкого сегмента от жесткого увеличивается по мере увеличения молекулярной массы полиола ПТМЭГ. Лучшее разделение фаз дает улучшенные свойства упругости и гистерезиса, а также лучшую пластичность при низких температурах.
- Tg эластомеров ПТМЭГ/МДИ/БДО снижается по мере увеличения молекулярной массы ПТМЭГ от ПТМЭГ 650 до ПТМЭГ 2000. Эффективность разделения фаз улучшается при более высокой молекулярной массе ПТМЭГ. Эта динамика обусловлена сниженной смешиваемостью твердых блоков в мягком сегменте при более высоких молекулярных массах ПТМЭГ.
- Tg мягкого блока зависит от соотношения мягкого блока к твердому. В частности, при содержании мягких сегментов 50 процентов или менее сорта с более низкой молекулярной массой показывают менее эффективное разделение фаз на сегменты, что приводит к более высоким значениям Tgs. Мы предоставили данные на рисунке ниже, где температура Clash-Berg используется в качестве заменителя Tg.
Эта динамика обусловлена сниженной смешиваемостью твердых блоков в мягком сегменте при более высоких молекулярных массах ПТМЭГ.- Отскок/упругость по Башору увеличивается с массовым процентом ПТМЭГ в полиуретане и, в меньшей степени, с увеличением молекулярной массы ПТМЭГ.
- Гидролитическая стабильность эластомеров ПТМЭГ/МДИ/БДО была заметно лучше для марок ПТМЭГ с более высокой молекулярной массой и при максимальной концентрации твердых сегментов. {См. E. Pechhold и G. Pruchmayr, Rubber Chemistry and Technology, 55, 76 (1982)}
.
Удлинитель цепи MPO
2-Метил-1,3-пропандиол (МПО) является альтернативой БДО в МДИ, особенно в системах, где интерес представляют полиуретановые эластомеры с меньшей твердостью.
МПО имеет метилразветвленную структуру и нечетное число (3) атомов углерода между гидроксильными концевыми группами. Структуры МПО и БДО сравниваются ниже:
МПО демонстрирует уникальные характеристики при низких температурах и превосходную гидролитическую стабильность. Как мономер он менее гигроскопичен с очень низкой температурой замерзания при -54 ℃. Сравнение с BDO в качестве удлинителя цепи представлено в следующей таблице. Обратите внимание на твердомеры, характеристики отскока, растяжения и разрыва обоих удлинителей цепи. MPO может помочь как сократить расходы, так и повысить производительность. Следует отметить, что значения дюрометра Shore A находятся в нижнем диапазоне 60 с.
Типичные свойства BDO по сравнению с отвержденными MPO преполимерами MDI | ||||||||||
Форполимер | Лечебный | Время гелеобразования | Начальный дюрометр | 100 % Mod psi | 200% Мод. | 300 % Mod psi | Растяжение | Удлинение | Die C Tear | Истирание мг потери |
Сложный эфир МДИ 6,50% | БДО | 8 мин | 84А | 940 | 1360 | 1940 | 6130 | 740 | 660 | 0,0102 |
| МПО | 8 мин | 62А | 290 | 380 | 490 | 3340 | 800 | 220 | 0,0057 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МДИ/ПТМЭГ 5,05%
| БДО | 10 мин | 79А | 780 | 1110 | 1540 | 3420 | 570 | 460 | 0,0039 |
| МПО | 12 мин | 63А | 270 | 310 | 400 | 1560 | 730 | 200 | 0,0006 |
| БДО/МПО (50:50) | 10 мин | 66А | 430 | 610 | 860 | 2770 | 620 | 279 | 0,0012 |
фунтов на кв. дюйм
Для более мягких полиуретановых покрытий, таких как тканевые покрытия, прокладки и напыляемые покрытия, MPO демонстрирует универсальность в качестве замены BDO.
Удлинители цепи HQEE и HER
По сравнению с BDO в качестве удлинителя цепи, MDI-полиуретановые эластомеры, отвержденные с помощью HQEE, демонстрируют улучшенные характеристики при повышенных температурах, более высокую твердость, повышенную прочность на разрыв и более высокую эластичность. Системы MDI/HQEE воспроизвели многие рабочие характеристики систем MOCA/TDI, при этом эластомеры HQEE/MDI показали лучшую устойчивость к высоким температурам и влаге. По этой причине системы MDI/HQEE часто рекомендуются в качестве альтернативы системам TDI/MOCA.
Однако существуют трудности, связанные с переработкой HQEE из-за его высокой температуры плавления (+102 °C/230 °F), а также того факта, что HQEE не переохлаждается (HQEE быстро кристаллизуется ниже температуры плавления). ). Соответственно, при переработке HQEE плавильная ванна и все технологические линии должны быть нагреты до 110°C и изолированы для предотвращения образования холодных пятен. Форполимер должен быть предварительно нагрет примерно до 100 ° C перед смешиванием с HQEE.
В противном случае HQEE будет кристаллизоваться в смеси, вызывая образование «звездочек» в отвержденном уретановом эластомере. Температура формы также должна быть выше 110°C.
Альтернативой HQEE является аналогичный по структуре ароматический диол, бис(2-гидроксиэтиловый) эфир резорцина (HER). HER имеет более низкую температуру плавления (89 °C) и переохлаждение, что улучшает общее обращение и обработку. Эти характеристики HER обеспечивают значительные технологические преимущества, в том числе более широкий температурный диапазон обработки, что облегчает операции литья, нанесения покрытия и формования.
Структурное сходство HER и HQEE проявляется в химических структурах, показанных ниже:
Сравнительные исследования производительности систем MDI показали, что HER и HQEE производят полиуретановые эластомеры MDI со схожими свойствами. Приведенные ниже данные сравнивают основные физические свойства HER и HQEE в эластомерах MDI. Данные показывают, что расширенные эластомеры MDI HER и HQEE имеют сравнимые свойства в эластомере MDI на основе сложного полиэфира (также полиэфирные системы).
Типичные свойства HQEE по сравнению с отвержденными HER преполимерами MDI | |||||||||||
| Лечебный | Лечебный | Время гелеобразования | Начальный твердомер | 100 % Mod psi | 200% Мод. фунтов на кв. дюйм | 300 % Mod psi | Растяжение | Удлиненный. | Die C Tear | Истирание мг потери |
Сложный эфир МДИ 6,50% | БДО | 30 | 8 мин | 84А | 940 | 1360 | 1940 | 6130 | 740 | 660 | 0,0102 |
| ЕЕ | 90 | 10 мин | 92А | 1680 | 2290 | 2980 | 5030 | 650 | 850 | 0,1546 |
ХКЭЭ | 105 | 10 мин | 95А | 1870 | 2340 | 2750 | 4040 | 590 | 900 | 0,1473 | |
HER:HQEE (1:2) | 105 | 12 мин | 92А | 1510 | 2000 | 2500 | 4020 | 550 | 770 | 0,0924 | |
Эластомеры MDI/HQEE или MDI-HER применяются в промышленных колесах и шинах, колесах для спортивных и парков развлечений, футеровке и покрытии труб, роликах, покрытиях промышленных валов, прокладках, уплотнениях и других высокопроизводительных конечных деталях.
использует.
Орто-обогащенный МДИ в сегменте твердых блоков
Говоря о мономерном МДИ как о изоцианате, составители рецептур обычно имеют в виду 4,4’-изомер. 4,4’-МДИ представляет собой симметричный линейный диизоцианат с двумя идентичными группами NCO, проявляющими одинаковую реакционную способность с диолами/полиолами. Коммерчески доступным изомером 4,4’-МДИ является 2,4’-МДИ или орто-, пара-МДИ, предлагаемый в смесях, содержащих до 50% 2,4’-изомера или более. Эти марки называются орто-обогащенными MDI или MDI-50 (Cosmonate® PI, Lupranate® MI, Suprasec® 3050). Структура 2,4’-изомера асимметрична, а группы NCO различаются, при этом 2-изомер проявляет более низкую реакционную способность по стерическим причинам. Эти структурные различия показаны на изображениях ниже:
МДИ с двумя различными реакционноспособными изоцианатными группами выгодны для получения форполимеров с низкой степенью удлинения цепи и, следовательно, с низкой вязкостью форполимера.
Кроме того, орто-обогащенный мономерный ДИ можно хранить и обращаться с ним в виде жидкости при комнатной температуре. Асимметричная характеристика орто-обогащенного MDI позволяет производить полуаморфные полиуретановые эластомеры с использованием BDO в качестве удлинителя цепи с низким уровнем кристалличности и упаковки цепей, очень медленной кинетикой кристаллизации, низкими значениями твердости при более высокой мягкости, низкой остаточной деформацией при сжатии и высокой устойчивость. Орто-богатый полиэфирный форполимер с удлиненной цепью BDO продемонстрировал более низкие значения твердости по Шору А и значительно более высокие значения прочности на разрыв при низких значениях остаточной деформации при сжатии.
Основными сферами применения орто-обогащенных ДИ являются ламинирующие и строительные клеи, герметики, покрытия, гибкий формованный высокоэластичный пенопласт, спортивные покрытия и литые эластомеры.
Удлинитель цепи с TMP в BDO
Триметилолпропан (TMP) может быть включен в диольную композицию удлинителя цепи для функционирования в качестве сшивающего агента.
Общий уровень ТМП в смеси бутандиола составляет шесть процентов или ниже. При низких уровнях ТМР улучшаются прочность на растяжение, твердость, разрыв, истирание, удлинение, упругость и другие свойства. При более высоких уровнях можно наблюдать снижение свойств при растяжении и удлинении, но могут продолжать улучшаться упругость, остаточная деформация при сжатии и свойства к истиранию.
В дополнение к TMP другие сшивающие триолы включают поликапролактоновые триолы (Placcel® 303 и 305) и пропоксилированные триолы TMP.
Заключение
Выбор изоцианата и удлинителя цепи оказывает сильное влияние на результирующие механические, физические, термические и технологические свойства полиуретана благодаря полученным характеристикам твердого блока, фазовому разделению, кристалличности и межмолекулярному связыванию жестких сегментов. . Хотя многие комбинации диизоцианатов, диолов и диаминов используются в коммерческих целях, твердые блочные сегменты на основе метилендиизоцианата (МДИ) и 1,4-бутандиола (БДО) представляют собой одну из наиболее универсальных систем.