పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్ల ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు మెరుగుదల చర్యలు

అని పిలవబడేపాలియురేథేన్పాలియురేథేన్ యొక్క సంక్షిప్త రూపం, ఇది పాలిఐసోసయనేట్లు మరియు పాలియోల్స్ యొక్క ప్రతిచర్య ద్వారా ఏర్పడుతుంది మరియు దాని అణు శృంఖలంపై అనేక పునరావృత అమైనో ఎస్టర్ సమూహాలను (- NH-CO-O -) కలిగి ఉంటుంది. వాస్తవంగా సంశ్లేషణ చేయబడిన పాలియురేథేన్ రెసిన్లలో, అమైనో ఎస్టర్ సమూహంతో పాటు, యూరియా మరియు బైయూరెట్ వంటి సమూహాలు కూడా ఉంటాయి. పాలియోల్స్ అనేవి చివర హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను కలిగి ఉన్న పొడవైన శృంఖల అణువులకు చెందినవి, వీటిని "మృదువైన శృంఖల విభాగాలు" అని పిలుస్తారు, అయితే పాలిఐసోసయనేట్లను "కఠినమైన శృంఖల విభాగాలు" అని పిలుస్తారు.
మృదువైన మరియు కఠినమైన శృంఖల భాగాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పాలియురేథేన్ రెసిన్‌లలో, కేవలం ఒక చిన్న శాతం మాత్రమే అమైనో ఆమ్ల ఎస్టర్‌లు ఉంటాయి, కాబట్టి వాటిని పాలియురేథేన్ అని పిలవడం సముచితం కాకపోవచ్చు. విస్తృత అర్థంలో, పాలియురేథేన్ అనేది ఐసోసయనేట్ యొక్క ఒక సంకలితం.
వివిధ రకాల ఐసోసయనేట్లు పాలిహైడ్రాక్సీ సమ్మేళనాలతో చర్య జరిపి పాలియురేథేన్ యొక్క వివిధ నిర్మాణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, తద్వారా ప్లాస్టిక్‌లు, రబ్బరు, పూతలు, ఫైబర్‌లు, జిగురులు మొదలైన విభిన్న లక్షణాలతో కూడిన పాలిమర్ పదార్థాలను పొందవచ్చు. పాలియురేథేన్ రబ్బరు
పాలియురేథేన్ రబ్బరు అనేది ఒక ప్రత్యేక రకమైన రబ్బరు, దీనిని పాలిఈథర్ లేదా పాలియెస్టర్‌ను ఐసోసయనేట్‌తో చర్య జరిపి తయారు చేస్తారు. వివిధ రకాల ముడి పదార్థాలు, చర్య పరిస్థితులు మరియు క్రాస్‌లింకింగ్ పద్ధతుల కారణంగా ఇందులో అనేక రకాలు ఉన్నాయి. రసాయన నిర్మాణ దృక్కోణం నుండి, పాలియెస్టర్ మరియు పాలిఈథర్ రకాలు ఉండగా, తయారీ పద్ధతి దృక్కోణం నుండి, మిక్సింగ్ రకం, కాస్టింగ్ రకం మరియు థర్మోప్లాస్టిక్ రకం అనే మూడు రకాలు ఉన్నాయి.
సింథటిక్ పాలియురేథేన్ రబ్బరును సాధారణంగా లీనియర్ పాలియెస్టర్ లేదా పాలిఈథర్‌ను డైఐసోసయనేట్‌తో చర్య జరిపి తక్కువ అణుభారం గల ప్రిపాలిమర్‌ను ఏర్పరచడం ద్వారా సంశ్లేషిస్తారు. ఆ తర్వాత, అధిక అణుభారం గల పాలిమర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి దీనిని చైన్ ఎక్స్‌టెన్షన్ చర్యకు గురిచేస్తారు. అనంతరం, తగిన క్రాస్‌లింకింగ్ ఏజెంట్లను కలిపి, క్యూర్ చేయడానికి వేడి చేసినప్పుడు, అది వల్కనైజ్డ్ రబ్బరుగా మారుతుంది. ఈ పద్ధతిని ప్రిపాలిమరైజేషన్ లేదా రెండు-దశల పద్ధతి అని అంటారు.
ఒక-దశల పద్ధతిని ఉపయోగించడం కూడా సాధ్యమే – అంటే, చర్యను ప్రారంభించి పాలియురేథేన్ రబ్బరును ఉత్పత్తి చేయడానికి లీనియర్ పాలియెస్టర్ లేదా పాలిఈథర్‌ను డైఐసోసయనేట్లు, చైన్ ఎక్స్‌టెండర్లు మరియు క్రాస్‌లింకింగ్ ఏజెంట్లతో నేరుగా కలపడం.
TPU అణువులలోని A-సెగ్మెంట్, మాక్రోమాలిక్యులర్ గొలుసులు సులభంగా తిరిగేలా చేస్తుంది, పాలియురేథేన్ రబ్బరుకు మంచి స్థితిస్థాపకతను అందిస్తుంది, పాలిమర్ యొక్క మెత్తబడే బిందువును మరియు ద్వితీయ పరివర్తన బిందువును తగ్గిస్తుంది, మరియు దాని కాఠిన్యం మరియు యాంత్రిక బలాన్ని తగ్గిస్తుంది. B-సెగ్మెంట్ మాక్రోమాలిక్యులర్ గొలుసుల భ్రమణాన్ని బంధిస్తుంది, దీనివల్ల పాలిమర్ యొక్క మెత్తబడే బిందువు మరియు ద్వితీయ పరివర్తన బిందువు పెరుగుతాయి, ఫలితంగా కాఠిన్యం మరియు యాంత్రిక బలం పెరుగుతాయి, మరియు స్థితిస్థాపకత తగ్గుతుంది. A మరియు B మధ్య మోలార్ నిష్పత్తిని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, విభిన్న యాంత్రిక లక్షణాలతో కూడిన TPUలను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. TPU యొక్క క్రాస్-లింకింగ్ నిర్మాణంలో ప్రాథమిక క్రాస్-లింకింగ్‌ను మాత్రమే కాకుండా, అణువుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా ఏర్పడిన ద్వితీయ క్రాస్-లింకింగ్‌ను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. పాలియురేథేన్ యొక్క ప్రాథమిక క్రాస్-లింకింగ్ బంధం హైడ్రాక్సిల్ రబ్బరు యొక్క వల్కనైజేషన్ నిర్మాణం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. దీని అమైనో ఎస్టర్ గ్రూప్, బైయూరెట్ గ్రూప్, యూరియా ఫార్మేట్ గ్రూప్ మరియు ఇతర ఫంక్షనల్ గ్రూపులు ఒక క్రమమైన మరియు అంతరం ఉన్న దృఢమైన గొలుసు సెగ్మెంట్‌లో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఫలితంగా రబ్బరు యొక్క క్రమమైన నెట్‌వర్క్ నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది, ఇది అద్భుతమైన అరుగుదల నిరోధకత మరియు ఇతర ఉత్తమ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. రెండవదిగా, పాలియురేథేన్ రబ్బరులో యూరియా లేదా కార్బమేట్ గ్రూపుల వంటి అనేక అధిక సంసంజన క్రియాత్మక సమూహాలు ఉండటం వలన, అణు శృంఖలాల మధ్య ఏర్పడిన హైడ్రోజన్ బంధాలు అధిక బలాన్ని కలిగి ఉంటాయి, మరియు హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా ఏర్పడిన ద్వితీయ క్రాస్‌లింకింగ్ బంధాలు కూడా పాలియురేథేన్ రబ్బరు యొక్క లక్షణాలపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. ద్వితీయ క్రాస్‌లింకింగ్ ఒకవైపు పాలియురేథేన్ రబ్బరుకు థర్మోసెట్టింగ్ ఎలాస్టోమర్ల లక్షణాలను కలిగి ఉండేలా చేస్తుంది, మరోవైపు, ఈ క్రాస్‌లింకింగ్ నిజంగా క్రాస్‌లింక్ చేయబడదు, దీనిని ఒక వర్చువల్ క్రాస్‌లింకింగ్‌గా చేస్తుంది. క్రాస్‌లింకింగ్ పరిస్థితి ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, ఈ క్రాస్‌లింకింగ్ క్రమంగా బలహీనపడి అదృశ్యమవుతుంది. పాలిమర్ కొంత ద్రవత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు థర్మోప్లాస్టిక్ ప్రాసెసింగ్‌కు గురికాగలదు. ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, ఈ క్రాస్‌లింకింగ్ క్రమంగా కోలుకుని మళ్లీ ఏర్పడుతుంది. తక్కువ మొత్తంలో ఫిల్లర్‌ను జోడించడం వల్ల అణువుల మధ్య దూరం పెరుగుతుంది, అణువుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరిచే సామర్థ్యం బలహీనపడుతుంది, మరియు బలం వేగంగా తగ్గడానికి దారితీస్తుంది. పాలియురేథేన్ రబ్బరులోని వివిధ క్రియాత్మక సమూహాల స్థిరత్వ క్రమం ఎక్కువ నుండి తక్కువకు ఈ విధంగా ఉంటుందని పరిశోధనలో తేలింది: ఎస్టర్, ఈథర్, యూరియా, కార్బమేట్ మరియు బైయూరెట్. పాలియురేథేన్ రబ్బరు యొక్క ఏజింగ్ ప్రక్రియలో, మొదటి దశ బైయూరెట్ మరియు యూరియా మధ్య ఉన్న క్రాస్-లింకింగ్ బంధాలు విచ్ఛిన్నం కావడం, ఆ తర్వాత కార్బమేట్ మరియు యూరియా బంధాలు విచ్ఛిన్నం కావడం, అంటే ప్రధాన గొలుసు విచ్ఛిన్నం కావడం జరుగుతుంది.
01 మెత్తబరచడం
అనేక పాలిమర్ పదార్థాల వలె, పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్లు కూడా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మెత్తబడి, స్థితిస్థాపక స్థితి నుండి జిగట ప్రవాహ స్థితికి మారతాయి, దీని ఫలితంగా యాంత్రిక బలం వేగంగా తగ్గుతుంది. రసాయన దృక్కోణం నుండి చూస్తే, స్థితిస్థాపకత యొక్క మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రత ప్రధానంగా దాని రసాయన కూర్పు, సాపేక్ష అణుభారం మరియు క్రాస్‌లింకింగ్ సాంద్రత వంటి కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
సాధారణంగా చెప్పాలంటే, సాపేక్ష అణుభారాన్ని పెంచడం, కఠిన భాగం యొక్క దృఢత్వాన్ని (అణువులోకి బెంజీన్ వలయాన్ని ప్రవేశపెట్టడం వంటివి) మరియు కఠిన భాగం యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచడం, ఇంకా క్రాస్‌లింకింగ్ సాంద్రతను పెంచడం వంటివన్నీ మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రతను పెంచడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. థర్మోప్లాస్టిక్ ఎలాస్టోమర్‌ల విషయంలో, అణు నిర్మాణం ప్రధానంగా సరళంగా ఉంటుంది, మరియు సాపేక్ష అణుభారం పెరిగినప్పుడు ఎలాస్టోమర్ యొక్క మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రత కూడా పెరుగుతుంది.
క్రాస్-లింక్డ్ పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్ల విషయంలో, సాపేక్ష అణుభారం కంటే క్రాస్-లింకింగ్ సాంద్రత ఎక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అందువల్ల, ఎలాస్టోమర్లను తయారుచేసేటప్పుడు, ఐసోసయనేట్లు లేదా పాలియోల్స్ యొక్క ఫంక్షనాలిటీని పెంచడం ద్వారా కొన్ని ఎలాస్టిక్ అణువులలో ఉష్ణ స్థిరమైన నెట్‌వర్క్ రసాయన క్రాస్-లింకింగ్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచడం, లేదా ఎలాస్టిక్ బాడీలో స్థిరమైన ఐసోసయనేట్ క్రాస్-లింకింగ్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచడానికి అధిక ఐసోసయనేట్ నిష్పత్తులను ఉపయోగించడం అనేవి ఎలాస్టోమర్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత, ద్రావణి నిరోధకత మరియు యాంత్రిక బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఒక శక్తివంతమైన మార్గం.
PPDI (p-ఫినైల్ డై ఐసోసయనేట్)ను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించినప్పుడు, బెంజీన్ రింగ్‌కు రెండు ఐసోసయనేట్ గ్రూపులు నేరుగా అనుసంధానించబడి ఉండటం వలన, ఏర్పడిన హార్డ్ సెగ్మెంట్‌లో బెంజీన్ రింగ్ పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది హార్డ్ సెగ్మెంట్ యొక్క దృఢత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, తద్వారా ఎలాస్టోమర్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకతను పెంచుతుంది.
భౌతిక దృక్కోణం నుండి, ఎలాస్టోమర్ల మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రత మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్ స్థాయిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. నివేదికల ప్రకారం, మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్‌కు గురికాని ఎలాస్టోమర్ల మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రత కేవలం 70 ℃ ప్రాసెసింగ్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్‌కు గురయ్యే ఎలాస్టోమర్లు 130-150 ℃ వరకు చేరుకోగలవు. అందువల్ల, ఎలాస్టోమర్లలో మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్ స్థాయిని పెంచడం అనేది వాటి ఉష్ణ నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి ఉన్న సమర్థవంతమైన పద్ధతులలో ఒకటి.
గొలుసు భాగాల సాపేక్ష అణుభార పంపిణీని మరియు దృఢమైన గొలుసు భాగాల పరిమాణాన్ని మార్చడం ద్వారా ఎలాస్టోమర్ల మైక్రోఫేజ్ విభజన స్థాయిని మెరుగుపరచవచ్చు, తద్వారా వాటి ఉష్ణ నిరోధకతను పెంచవచ్చు. పాలియురేథేన్‌లో మైక్రోఫేజ్ విభజనకు కారణం మృదువైన మరియు కఠినమైన భాగాల మధ్య ఉండే థర్మోడైనమిక్ అసంగతత్వమేనని చాలా మంది పరిశోధకులు నమ్ముతారు. చైన్ ఎక్స్‌టెండర్ రకం, కఠినమైన భాగం మరియు దాని పరిమాణం, మృదువైన భాగం రకం, మరియు హైడ్రోజన్ బంధం అన్నీ దీనిపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
డయోల్ చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లతో పోలిస్తే, MOCA (3,3-డైక్లోరో-4,4-డయామినోడైఫినైల్‌మీథేన్) మరియు DCB (3,3-డైక్లోరో-బైఫినైలీన్‌డయామైన్) వంటి డైఅమైన్ చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లు ఎలాస్టోమర్‌లలో ఎక్కువ పోలార్ అమైనో ఎస్టర్ గ్రూపులను ఏర్పరుస్తాయి, మరియు హార్డ్ సెగ్మెంట్‌ల మధ్య ఎక్కువ హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడతాయి, ఇది హార్డ్ సెగ్మెంట్‌ల మధ్య పరస్పర చర్యను పెంచి, ఎలాస్టోమర్‌లలో మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్ స్థాయిని మెరుగుపరుస్తుంది; p, p-డైహైడ్రోక్వినోన్, మరియు హైడ్రోక్వినోన్ వంటి సిమెట్రిక్ ఆరోమాటిక్ చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లు హార్డ్ సెగ్మెంట్‌ల నార్మలైజేషన్ మరియు టైట్ ప్యాకింగ్‌కు ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి, తద్వారా ఉత్పత్తుల మైక్రోఫేజ్ సెపరేషన్‌ను మెరుగుపరుస్తాయి.
అలిఫాటిక్ ఐసోసయనేట్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన అమైనో ఎస్టర్ విభాగాలు మృదువైన విభాగాలతో మంచి అనుకూలతను కలిగి ఉంటాయి, దీని ఫలితంగా ఎక్కువ కఠినమైన విభాగాలు మృదువైన విభాగాలలో కరిగి, మైక్రోఫేజ్ విభజన స్థాయిని తగ్గిస్తాయి. ఆరోమాటిక్ ఐసోసయనేట్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన అమైనో ఎస్టర్ విభాగాలు మృదువైన విభాగాలతో తక్కువ అనుకూలతను కలిగి ఉంటాయి, అయితే మైక్రోఫేజ్ విభజన స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది. మృదువైన విభాగం హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరచదు మరియు హైడ్రోజన్ బంధాలు కేవలం కఠినమైన విభాగంలో మాత్రమే ఏర్పడగలవు అనే వాస్తవం కారణంగా పాలియోలెఫిన్ పాలియురేథేన్ దాదాపు పూర్తి మైక్రోఫేజ్ విభజన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
ఎలాస్టోమర్ల మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రతపై హైడ్రోజన్ బంధాల ప్రభావం కూడా గణనీయంగా ఉంటుంది. మృదువైన భాగంలోని పాలిఈథర్లు మరియు కార్బోనిల్స్, కఠినమైన భాగంలోని NH తో పెద్ద సంఖ్యలో హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరచగలిగినప్పటికీ, ఇది ఎలాస్టోమర్ల మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రతను కూడా పెంచుతుంది. 200 ℃ వద్ద కూడా హైడ్రోజన్ బంధాలు 40% వరకు నిలిచి ఉంటాయని నిర్ధారించబడింది.
02 ఉష్ణ విఘటన
అమైనో ఎస్టర్ సమూహాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఈ క్రింది విఘటనకు గురవుతాయి:
- ఆర్ఎన్హెచ్సిఓఓఆర్ – ఆర్ఎన్సి0 హెచ్ఓ-ఆర్
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
పాలియురేథేన్ ఆధారిత పదార్థాల ఉష్ణ విఘటనకు మూడు ప్రధాన రూపాలు ఉన్నాయి:
① అసలైన ఐసోసైనెట్లు మరియు పాలియోల్స్‌ను ఏర్పరచడం;
② α— CH2 బేస్‌పై ఉన్న ఆక్సిజన్ బంధం విడిపోయి, రెండవ CH2 పై ఉన్న ఒక హైడ్రోజన్ బంధంతో కలిసి అమైనో ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కీన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. అమైనో ఆమ్లాలు ఒక ప్రైమరీ అమైన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా వియోగం చెందుతాయి:
③ ఒక సెకండరీ అమైన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.
కార్బమేట్ నిర్మాణం యొక్క ఉష్ణ విఘటనం:
ఆరిల్ NHCO ఆరిల్, ~120 ℃;
N-ఆల్కైల్-NHCO-అరైల్, ~180 ℃;
ఆరిల్ NHCO n-ఆల్కైల్, ~200 ℃;
N-ఆల్కైల్-NHCO-n-ఆల్కైల్, ~250 ℃.
అమైనో ఆమ్ల ఎస్టర్ల ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఐసోసయనేట్లు మరియు పాలియోల్స్ వంటి ప్రారంభ పదార్థాల రకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆరోమాటిక్ ఐసోసయనేట్ల కంటే అలిఫాటిక్ ఐసోసయనేట్ల ఉష్ణ స్థిరత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది, అదేవిధంగా ఆరోమాటిక్ ఆల్కహాల్‌ల కంటే ఫ్యాటీ ఆల్కహాల్‌ల ఉష్ణ స్థిరత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, సాహిత్యం ప్రకారం అలిఫాటిక్ అమైనో ఆమ్ల ఎస్టర్ల ఉష్ణ విచ్ఛిన్న ఉష్ణోగ్రత 160-180 ℃ మధ్య ఉంటుందని, మరియు ఆరోమాటిక్ అమైనో ఆమ్ల ఎస్టర్ల ఉష్ణ విచ్ఛిన్న ఉష్ణోగ్రత 180-200 ℃ మధ్య ఉంటుందని నివేదించబడింది, ఇది పై సమాచారంతో పొంతన లేకుండా ఉంది. దీనికి కారణం పరీక్షా పద్ధతికి సంబంధించినది కావచ్చు.
వాస్తవానికి, సాధారణంగా ఉపయోగించే ఆరోమాటిక్ MDI మరియు TDI లతో పోలిస్తే, అలిఫాటిక్ CHDI (1,4-సైక్లోహెక్సేన్ డైఐసోసయనేట్) మరియు HDI (హెక్సామిథిలీన్ డైఐసోసయనేట్) లకు మెరుగైన ఉష్ణ నిరోధకత ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, సౌష్టవ నిర్మాణం కలిగిన ట్రాన్స్ CHDI అత్యంత ఉష్ణ నిరోధక ఐసోసయనేట్‌గా గుర్తించబడింది. దీని నుండి తయారు చేయబడిన పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లు మంచి ప్రాసెసిబిలిటీ, అద్భుతమైన హైడ్రోలైసిస్ నిరోధకత, అధిక మెత్తబడే ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ థర్మల్ హిస్టెరిసిస్ మరియు అధిక UV నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి.
అమైనో ఎస్టర్ సమూహంతో పాటు, పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లలో యూరియా ఫార్మేట్, బైయూరెట్, యూరియా మొదలైన ఇతర క్రియాత్మక సమూహాలు కూడా ఉంటాయి. ఈ సమూహాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉష్ణ విఘటనకు గురవుతాయి:
NHCONCOO – (అలిఫాటిక్ యూరియా ఫార్మేట్), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (ఆరోమాటిక్ యూరియా ఫార్మేట్), 1-120 ℃ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో;
- NHCONCONH – (అలిఫాటిక్ బయురెట్), 10 ° C నుండి 110 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో;
NHCONCONH – (ఆరోమాటిక్ బయురెట్), 115-125 ℃;
NHCONH – (అలిఫాటిక్ యూరియా), 140-180 ℃;
- NHCONH – (ఆరోమాటిక్ యూరియా), 160-200 ℃;
ఐసోసైనూరేట్ రింగ్ >270 ℃.
అమైనోఫార్మేట్ మరియు యూరియాతో పోలిస్తే బైయూరెట్ మరియు యూరియా ఆధారిత ఫార్మేట్ యొక్క ఉష్ణ విచ్ఛిన్న ఉష్ణోగ్రత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే ఐసోసైనూరేట్ అత్యుత్తమ ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఎలాస్టోమర్ల ఉత్పత్తిలో, అధికంగా ఉన్న ఐసోసైనెట్లు ఏర్పడిన అమైనోఫార్మేట్ మరియు యూరియాతో మరింతగా చర్య జరిపి, యూరియా ఆధారిత ఫార్మేట్ మరియు బైయూరెట్ క్రాస్-లింక్డ్ నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తాయి. ఇవి ఎలాస్టోమర్ల యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచగలిగినప్పటికీ, వేడికి అత్యంత అస్థిరంగా ఉంటాయి.
ఎలాస్టోమర్లలో బయురెట్ మరియు యూరియా ఫార్మేట్ వంటి ఉష్ణపరంగా అస్థిరమైన సమూహాలను తగ్గించడానికి, వాటి ముడి పదార్థాల నిష్పత్తిని మరియు ఉత్పత్తి ప్రక్రియను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. అధిక ఐసోసయనేట్ నిష్పత్తులను ఉపయోగించాలి, మరియు సాధ్యమైనంత వరకు ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి, మొదట ముడి పదార్థాలలో (ప్రధానంగా ఐసోసయనేట్లు, పాలియోల్స్, మరియు చైన్ ఎక్స్‌టెండర్లు) పాక్షిక ఐసోసయనేట్ వలయాలను ఏర్పరచి, ఆపై సాధారణ ప్రక్రియల ప్రకారం వాటిని ఎలాస్టోమర్‌లోకి ప్రవేశపెట్టాలి. ఉష్ణ-నిరోధక మరియు జ్వాల-నిరోధక పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతిగా మారింది.
03 జలవిశ్లేషణ మరియు ఉష్ణ ఆక్సీకరణ
పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వాటి గట్టి భాగాలలో ఉష్ణ విచ్ఛిన్నతకు మరియు వాటి మృదువైన భాగాలలో సంబంధిత రసాయన మార్పులకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది. పాలిస్టర్ ఎలాస్టోమర్‌లకు నీటి నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద జలవిశ్లేషణకు గురయ్యే స్వభావం ఎక్కువగా ఉంటుంది. పాలిస్టర్/TDI/డైఅమైన్ యొక్క సేవా జీవితం 50 ℃ వద్ద 4-5 నెలలు, 70 ℃ వద్ద కేవలం రెండు వారాలు, మరియు 100 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కొన్ని రోజులు మాత్రమే ఉంటుంది. వేడి నీరు మరియు ఆవిరికి గురైనప్పుడు ఎస్టర్ బంధాలు సంబంధిత ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కహాల్‌లుగా విచ్ఛిన్నం కాగలవు, మరియు ఎలాస్టోమర్‌లలోని యూరియా మరియు అమైనో ఎస్టర్ సమూహాలు కూడా జలవిశ్లేషణ చర్యలకు లోనవుతాయి:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
ఈస్టర్ ఆల్కహాల్
ఒక RNHCONHR ఒక H20- → RXHCOOH H2NR -
యురేమైడ్
ఒక RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
అమైనో ఫార్మేట్ ఎస్టర్ అమైనో ఫార్మేట్ ఆల్కహాల్
పాలీఈథర్ ఆధారిత ఎలాస్టోమర్‌లకు ఉష్ణ ఆక్సీకరణ స్థిరత్వం తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు ఈథర్ ఆధారిత ఎలాస్టోమర్‌లలోని కార్బన్ అణువుపై ఉన్న α- హైడ్రోజన్ సులభంగా ఆక్సీకరణ చెంది, హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. మరింత వియోగం మరియు విచ్ఛేదనం తర్వాత, ఇది ఆక్సైడ్ రాడికల్స్ మరియు హైడ్రాక్సిల్ రాడికల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇవి చివరికి ఫార్మేట్లు లేదా ఆల్డిహైడ్లుగా వియోగం చెందుతాయి.
వివిధ పాలియెస్టర్‌లు ఎలాస్టోమర్‌ల ఉష్ణ నిరోధకతపై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, అయితే వివిధ పాలిఈథర్‌లు కొంత ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. TDI-MOCA-PTMEGతో పోల్చినప్పుడు, 121 ℃ వద్ద 7 రోజుల పాటు ఉంచినప్పుడు TDI-MOCA-PTMEG వరుసగా 44% మరియు 60% తన్యత బలం నిలుపుదల రేటును కలిగి ఉంది, ఇందులో రెండవది మొదటిదాని కంటే గణనీయంగా మెరుగ్గా ఉంది. దీనికి కారణం PPG అణువులు శాఖా శృంఖలాలను కలిగి ఉండటం కావచ్చు, ఇవి స్థితిస్థాపక అణువుల క్రమబద్ధమైన అమరికకు అనుకూలంగా ఉండవు మరియు స్థితిస్థాపక వస్తువు యొక్క ఉష్ణ నిరోధకతను తగ్గిస్తాయి. పాలిఈథర్‌ల ఉష్ణ స్థిరత్వ క్రమం: PTMEG>PEG>PPG.
పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లలోని యూరియా మరియు కార్బమేట్ వంటి ఇతర క్రియాత్మక సమూహాలు కూడా ఆక్సీకరణ మరియు జలవిశ్లేషణ చర్యలకు లోనవుతాయి. అయితే, ఈథర్ సమూహం అత్యంత సులభంగా ఆక్సీకరణకు గురవుతుంది, అయితే ఎస్టర్ సమూహం అత్యంత సులభంగా జలవిశ్లేషణకు గురవుతుంది. వాటి యాంటీఆక్సిడెంట్ మరియు జలవిశ్లేషణ నిరోధకత యొక్క క్రమం:
యాంటీఆక్సిడెంట్ చర్య: ఎస్టర్లు>యూరియా>కార్బమేట్>ఈథర్;
జలవిశ్లేషణ నిరోధకత: ఎస్టర్
పాలిఈథర్ పాలియురేథేన్ యొక్క ఆక్సీకరణ నిరోధకతను మరియు పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ యొక్క జలవిశ్లేషణ నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి, PTMEG పాలిఈథర్ ఎలాస్టోమర్‌కు 1% ఫినాలిక్ యాంటీఆక్సిడెంట్ ఇర్గానాక్స్1010 వంటి సంకలితాలను కూడా కలుపుతారు. యాంటీఆక్సిడెంట్లు లేకుండా పోల్చితే ఈ ఎలాస్టోమర్ యొక్క తన్యత బలాన్ని 3-5 రెట్లు పెంచవచ్చు (1500°C వద్ద 168 గంటల పాటు ఉంచిన తర్వాత పరీక్ష ఫలితాలు). కానీ ప్రతి యాంటీఆక్సిడెంట్ పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్లపై ప్రభావం చూపదు, కేవలం ఫినాలిక్ ఇర్గానాక్స్ 1010 మరియు టోపాన్ఓఎల్051 (ఫినాలిక్ యాంటీఆక్సిడెంట్, హిండర్డ్ అమైన్ లైట్ స్టెబిలైజర్, బెంజోట్రైజోల్ కాంప్లెక్స్) మాత్రమే గణనీయమైన ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి, మరియు వాటిలో మొదటిది ఉత్తమమైనది, బహుశా ఫినాలిక్ యాంటీఆక్సిడెంట్లు ఎలాస్టోమర్లతో మంచి అనుకూలతను కలిగి ఉండటమే దీనికి కారణం. అయితే, ఫినాలిక్ యాంటీఆక్సిడెంట్ల స్థిరీకరణ యంత్రాంగంలో ఫినాలిక్ హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల ముఖ్యమైన పాత్ర కారణంగా, వ్యవస్థలోని ఐసోసయనేట్ సమూహాలతో ఈ ఫినాలిక్ హైడ్రాక్సిల్ సమూహం యొక్క చర్య మరియు "విఫలం" కాకుండా ఉండటానికి, పాలియోల్స్‌కు ఐసోసయనేట్‌ల నిష్పత్తి మరీ ఎక్కువగా ఉండకూడదు, మరియు యాంటీఆక్సిడెంట్లను తప్పనిసరిగా ప్రిపాలిమర్‌లు మరియు చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లకు జోడించాలి. ఒకవేళ ప్రిపాలిమర్‌ల ఉత్పత్తి సమయంలో వీటిని జోడిస్తే, అది స్థిరీకరణ ప్రభావాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
పాలిస్టర్ పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్ల జలవిశ్లేషణను నివారించడానికి ఉపయోగించే సంకలితాలు ప్రధానంగా కార్బోడైమైడ్ సమ్మేళనాలు. ఇవి పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్ అణువులలో ఎస్టర్ జలవిశ్లేషణ ద్వారా ఏర్పడిన కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి ఎసైల్ యూరియా ఉత్పన్నాలను ఏర్పరుస్తాయి, తద్వారా తదుపరి జలవిశ్లేషణను నివారిస్తాయి. 2% నుండి 5% ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిలో కార్బోడైమైడ్‌ను కలపడం వల్ల పాలియురేథేన్ యొక్క జల స్థిరత్వాన్ని 2-4 రెట్లు పెంచవచ్చు. దీనికి అదనంగా, టెర్ట్ బ్యూటైల్ కాటెకోల్, హెక్సామిథైలీన్‌టెట్రామైన్, అజోడైకార్బొనమైడ్ మొదలైనవి కూడా కొంత జలవిశ్లేషణ నిరోధక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
04 ప్రధాన పనితీరు లక్షణాలు
పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్లు అనేవి సాధారణ మల్టీ బ్లాక్ కోపాలిమర్లు, వీటి అణు గొలుసులు గది ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రత కలిగిన నమ్యత గల భాగాలు మరియు గది ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రత కలిగిన దృఢ భాగాలతో ఏర్పడి ఉంటాయి. వాటిలో, ఒలిగోమెరిక్ పాలియోల్స్ నమ్యత గల భాగాలను ఏర్పరుస్తాయి, అయితే డైఐసోసయనేట్లు మరియు చిన్న అణువుల చైన్ ఎక్స్‌టెండర్లు దృఢ భాగాలను ఏర్పరుస్తాయి. నమ్యత మరియు దృఢ గొలుసు భాగాల యొక్క అంతర్లీన నిర్మాణం వాటి ప్రత్యేకమైన పనితీరును నిర్ధారిస్తుంది:
(1) సాధారణ రబ్బరు యొక్క కాఠిన్య పరిధి సాధారణంగా షావోర్ A20-A90 మధ్య ఉంటుంది, అయితే ప్లాస్టిక్ యొక్క కాఠిన్య పరిధి సుమారుగా షావోర్ A95 షావోర్ D100 ఉంటుంది. పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లు ఫిల్లర్ సహాయం అవసరం లేకుండా, షావోర్ A10 అంత తక్కువ నుండి షావోర్ D85 అంత ఎక్కువ వరకు చేరుకోగలవు;
(2) అధిక బలం మరియు స్థితిస్థాపకతను విస్తృత శ్రేణి కాఠిన్యంలో కూడా నిర్వహించవచ్చు;
(3) అద్భుతమైన అరుగుదల నిరోధకత, సహజ రబ్బరు కంటే 2-10 రెట్లు;
(4) నీరు, నూనె మరియు రసాయనాలకు అద్భుతమైన నిరోధకత;
(5) అధిక ప్రభావ నిరోధకత, అలసట నిరోధకత మరియు కంపన నిరోధకత, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ బెండింగ్ అనువర్తనాలకు అనుకూలం;
(6) మంచి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, -30 ℃ లేదా -70 ℃ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పెళుసుదనం;
(7) దీనికి అద్భుతమైన ఇన్సులేషన్ పనితీరు ఉంది, మరియు దాని తక్కువ ఉష్ణ వాహకత కారణంగా, రబ్బరు మరియు ప్లాస్టిక్‌తో పోలిస్తే ఇది మంచి ఇన్సులేషన్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది;
(8) మంచి జీవ అనుకూలత మరియు ప్రతిస్కందక లక్షణాలు;
(9) అద్భుతమైన విద్యుత్ ఇన్సులేషన్, బూజు నిరోధకత మరియు UV స్థిరత్వం.
పాలియురేథేన్ ఎలాస్టోమర్‌లను సాధారణ రబ్బరు తయారీకి ఉపయోగించే ప్లాస్టిసైజేషన్, మిక్సింగ్ మరియు వల్కనైజేషన్ వంటి ప్రక్రియలనే ఉపయోగించి తయారు చేయవచ్చు. వీటిని ద్రవ రబ్బరు రూపంలో పోయడం, సెంట్రిఫ్యూగల్ మోల్డింగ్ లేదా స్ప్రేయింగ్ ద్వారా కూడా అచ్చు వేయవచ్చు. వీటిని రేణువుల పదార్థాలుగా తయారు చేసి, ఇంజెక్షన్, ఎక్స్‌ట్రూషన్, రోలింగ్, బ్లో మోల్డింగ్ మరియు ఇతర ప్రక్రియలను ఉపయోగించి ఆకృతి ఇవ్వవచ్చు. ఈ విధంగా, ఇది పని సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడమే కాకుండా, ఉత్పత్తి యొక్క కొలతల కచ్చితత్వాన్ని మరియు రూపాన్ని కూడా మెరుగుపరుస్తుంది.