поиск |
|
Показатель | Литьевые монолитные эластомеры | Вальцуемые монолитные эластомеры | Термоэластопласты монолитные | ||
Удлинители цепи (вулканизующие агенты) | Пероксид Сера | — | |||
Режим отверждения: температура, 0C | 100 100 | 150-170 — | — | ||
время, ч | 20-24 | 0,2-0,4 — | — | ||
Твердость по Шору А | 55-96 70-95 | 65-80 75-85 | 75-95 | ||
Прочность, МПа | 25-35 30-50 | 20-35 30-35 | 30-60 | ||
Относит, удлинение, % | 300-800 300-700 | 400-650 350-450 | 350-500 | ||
Сопротивление раздиру, кН/м | 25-130 30-50 | 25-40 30-40 | 90-130 | ||
Эластичность по отскоку, % | 45-55 30-45 | 25-40 30-50 | 35-45 | ||
ОДС, %* | 45-55 30-45 | 15-25 30-50 | 60-90 | ||
Истираемость, мм3 | 10-50 | — | 20-50 | ||
Температурный предел хрупкости, 0C | - (35-45) | — - (20-30) | - (20-30) | ||
* Относит, остаточная деформация сжатия на 20% после старения на воздухе при 80 0C в течение 24 ч.
У. э.- блоксополимеры, гибкие блоки которых образованы олигомерными звеньями, а жесткие - ароматич. кольцами диизоцианатов и диаминов или уретан-уретановыми и моче-вино-уретановыми звеньями. При этом жесткие блоки, выделяющиеся в микрофазы, играют роль активного наполнителя.
Специфич. свойства У. э. определяются главным образом хим. природой мономеров. Так, например, У. э. на основе сложных олигоэфиров обладают тепло- и маслостойкостью, на основе простых олигоэфиров - морозостойкостью и гидролитич. стабильностью; использование алифатич. диизоцианатов в большей степени способствует увеличению эластичности, морозостойкости и теплостойкости У. э., чем применение ароматич. диизоцианатов.
В зависимости от соотношения исходных компонентов У. э. делятся на литьевые, вальцуемые и термоэластопласты.
Технология синтеза У. э. включает: 1) непрерывную сушку гидроксилсодержащего олигомера в вакууме при 150 0C в тонкой пленке; 2) смешение олигомера, изоцианата и катализатора для образования форполимера; 3) смешение форпо-лимера с агентом удлинения и структурирования цепи. Р-ции уретанообразования и удлинения цепи характерны для всех типов У. э., процесс структурирования - для литьевых и вальцуемых. Важнейшие условия синтеза - отсутствие в сырьевых материалах вредных для роста цепи примесей (гл. обр. K-T и щелочей), точность дозировки компонентов и строгое соблюдение температурных условий реакции.
Осн. виды литьевых У.э. синтезируют из сложных олигоэфиров - адипинатов этилен-, диэтилен-, гексаметилен-·, этиленпропилен- и этиленбутиленгликолей; наиб, используемые простые олигоэфиры - полиокситетра-, полиокситриме-тиленгликоли и их сополимеры; мол. м. (1,8-3,2)·103, плотн. 1,2-1,3 г/см3. В качестве диизоцианатного компонента применяют гл.обр. 1,5-нафтилен-, 4,4'-дифенилметан- и 2,4-то-луилендиизоцианаты (часто также смесь последнего с 2,6-изо-мером).
Мех. свойства литьевых У. э. определяются главным образом межмол. взаимод. полярных групп исходных соед., ван-дер-ваальсов-ским взаимод. и водородными связями. В присут. триолов (триметилолпропана, глицерина) или при взаимод. избытка концевых изоцианатных групп с уретановыми или мочевин-ными группами полимерной цепи происходит также образование поперечных уретановых связей и разветвлений, напр, аллофанатных и биуретовых
Перерабатываются литьевые У. э. методом жидкого реакц. формования, при котором синтез сшитого эластомера происходит одновременно с формованием изделия.
Олигомеры для литьевых У. э. в пром-сги выпускают в виде вязкотекучих жидкостей или воскообразных продуктов, упакованных в герметичную тару с определенным сроком хранения: до 6 мес хранят форполимеры с концевыми изоцианат-ными группами, до 2 лет - олигоэфиры.
Основные пром. назв. литьевых У. э.: СКУ-7Л, СКУ-ПФЛ, СКУ-ПФЛ-ОП и СКУ-ППЛ (страны СНГ), вулколлан и гидрофит (Германия), адипрен, цианпрен и кастомер (США), майтек, санпрен и хайпрен (Япония). Применяют их для изготовления крупногабаритных материалоемких изделий и изделий сложной конфигурации: эластичные штампы, валы бумагоделательных машин, сита грохотов обогатит, агрегатов, ролики и валики разл. твердости для текстильной и полигра-фич. промышленности, массивные шины для тихоходного транспорта, уплотнители и футеровки для продуктопроводов, кожухи гидроциклонов и др.; об использовании микроячеистых У. э. см. в ст. Пенополиуретаны.
Вальцуемые У. э. по набору исходных компонентов аналогичны литьевым, но значительно отличаются по их соотношению; мол. м. ок. 30 000. Ненаполненными вальцуемые У. э. практически не используются, за исключением получения материалов малой твердости. Повышение твердости У. э. на основе насыщенных олигоэфиров происходит в результате структурирования полимера димером диизоциана-та или при его вулканизации пероксидами, главным образом кумилпе-роксидом. В случае эластомеров на основе ненасыщенных олигоэфиров (гл. обр. производных моноаллилового эфира) вулканизация протекает по двойным связям; осн. агенты вулканизации - S или серно-ускорительная система, содержащая комплекс ZnCl2 или ZnBr2 с гетероциклич. аминами (напр., хинолином). Для получения твердых, прочных и гидролитически стабильных вальцуемых У. э. используют смешанные системы вулканизации - кумилпероксид с диизо-цианатами или кумилпероксид с диизоцианатами и серой.
Перерабатывают их аналогично переработке резиновых смесей. Рецептуры таких смесей помимо вулканизующих агентов включают техн. углерод, стеариновую кислоту, антиозо-нанты. Осн. пром. назв. вальцуемых У. э.: СКУ-8ТБ, СКУ-НВ, СКУ-ПФ и СКУ-ПФ-ОПн (страны СНГ), урепан (Германия), эластолан, миллатан, адипрены С и CM и хеммигум (США). Применяют их для изготовления уплотнит, деталей при работе в разл. средах, кольцевых прокладок, шестерен с низким вращающим моментом, роликов и пассиков звукозаписывающей аппаратуры, а также искусственных кож для верха и низа обуви.
Уретановые термоэластопласты получают чаще всего взаимод. полибутиленадипината, полиокситетрамети-ленгликоля и 4,4'-дифенилметандиизоцианата с низкомол. гликолями (напр., 1,2-бугандиолом, этиленгликолем). В них жесткие диолуретановые блоки (кристаллич. или аморфная фаза) образуют домены, распределенные в матрице гибких олигомерных блоков (аморфная фаза). Локализация уретановых групп в доменах приводит к высокой концентрации водородных связей и др. сильным межмол. взаимод., выполняющим роль физ. сшивок, что обусловливает их хорошие мех. свойства при умеренных температурах. Термоэластопласты с концевыми группами ОН - линейные полимеры с мол. м. 15 000-20 000, с мол. м. 30 000-40 000 - слабосшитые полимеры, растворимые в ТГФ, ДМФА, ДМСО.
Выпускают уретановые термоэластопласты в гранулах, срок хранения которых в условиях отсутствия влаги 6 мес.
Перерабатывают литьем под давлением и экструзией, иногда - формованием из растворов в ДМФА. В первом случае при температуре переработки (165-215 0C) разветвленный полимер разрушается, становится линейным и превращается в низковязкую жидкость. Отходы произ-ва изделий используют снова, добавляя их в кол-ве до 50% при переработке к новым порциям гранулята.
Выпускают под назв. витур (СНГ), десмопан и диуренат (Германия), оптан, тексин, эстан, элластолен и ройлар (США). Применяют в автомобильной промышленности для произ-ва топливостойких клапанов, эластичных элементов передних подвесок автомобиля, рычагов переключения передач, шлангов; используют также для дублирования тканей, изготовления искусственной кожи, как пластификатор ПВХ, компонент клеев.
Лит.: Райт П., Камминг А., Полиуретановые эластомеры, пер. с англ., Л., 1973; Состояние, перспективы производства и применения вальцуемых уретановых каучуков, Л., 1990; Kiik-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 23, N. Y., 1983, p. 576-608. E. С. Юрцева.