Модификация вспененных полиуретанов углеродными нанокомпозитами

• Автор: Яценко, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 СВОЙСТВА ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

1.2 ЖЕСТКИЕ ППУ

1.3 ЭЛАСТИЧНЫЕ ППУ

1.4 РЕГУЛИРОВА1ШЕ СВОЙСТВ IИ1У

1.5 ТЕРМОДЕСIТУ КЦИЯ И ГОРЕНИЕ I ЮЛИМ ЕРОВ

1.6 УГ ЛЕРОДНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК
3.2 МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ППУ
3.3 МОДИФИКАЦИЯ ЖЕСТКОГО ППУ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОКОМПОЗИТАМИ
3.4 МОДИФИКАЦИЯ ЭППУ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОКОМПОЗИТАМИ
3.5 МОДИФИКАЦИЯ ЭППУ СИНТЕТИЧЕСКИМИ ЛАТЕКСАМИ
3.6 МОДИФИКАЦИЯ ЭППУ СОЛЯМИ ЖЕЛЕЗА III
3.7 МОДИФИКАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛАТЕКСОВ У1ЛЕРОДНЫМИ IЮТРУБКАМИ
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 МОДИФИКАЦИЯ ЭГЛ1У СОЛЯМИ ЖЕЛЕЗА III
4.2 МОДИФИКАЦИЯ ЖЕСТКИХ И ЭЛАСТИЧНЫХ ППУ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОКОМГЮЗИТАМИ
4.3 МОДИФИКАЦИЯ ЭППУ СИНТЕТИЧЕСКИМИ Л АЛЕКСАМИ
4.4 МОДИФИКАЦИЯ ЛАТЕКСОВ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ
4.5 МОДИФИКАЦИЯ ЭППУ ЛАТЕКСАМИ И УГЛЕРОДНЫМИ I ЮТРУБКАМИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Другая точка зрения отражена в работах Жинкина [] и У-Бао-Чжу [], которые показали, что скорость реакции толуилендиизоциапага с гликолями увеличивается по мере уменьшения числа метиленовых или оксиметиленовых групп. Полиэфир, полученный на основе 1,4-бутилснгликоля и янтарной кислоты, реагирует быстрее с диизоциаиатом, чем полиэфир на основе 1,4-бутиленгликоля и адипиновой кислоты. Существенное влияние на реакцию уретанообразования оказывает также межмолекулярная ассоциация гидроксильных групп: как было установлено Новиковой с коллегами [] увеличение степени ассоциации ведет к повышению скорости реакции уретанообразования. На свойства получаемого ПНУ большое влияние оказывает структура ответвлений цепей гидроксилсодержащего соединения. Авторами статьи [] была установлена зависимость Тсг от характера ветвления и наблюдачось начичие в цепи сегментов различной жесткости и с различным поведением в процессе стеклования. Взаимодействие изоцианата с водой протекает с выделением углекислого газа, вспенивающего систему. Скорость этой реакции при равных условиях значительно меньше, чем с гидроксилсодержашими соединениями. Механизм реакции изучен Шкапенко и Гмиттсром []. NN2 + РУ^СО •‘ЯМ-СОГ«? Направление реакции по одной из указанных схем зависит от природы Ы-алкилкарбаминовой кислоты. Если образующаяся кислота достаточно устойчива и реакционноспособна, то механизм реакции изображается схемой I. Реакция протекает по схеме II, когда карбаминовая кислота неустойчива, выделяет ССЬ и образует амин, реагирующий с изоцианатом. Механизм реакции изображается схемой III, если кислота неустойчива, образующийся амин очень медленно реагирует с изоцианатом. При использовании ароматических изоцианатов в основном наблюдается реакция по пути II []. Ароматические амины не являются компонентами для изготовления пенополиуретанов, а образуются как промежуточные продукты реакции изоцианата с водой. Но они обладают высокой реакционной способностью по отношению к изоцианатам и поэтому легко реагируют с ними с образованием дизамещенной мочевины. Я-ЫНСОЫНЯ'- + ЮЧСО -> Я'-ЫI «гонсом ня Если в этой реакции реагирующие компоненты дифункциональны, то возможно образование сшитой структуры. Сшитая структура также может быть получена и при реакции атомов водорода урстановон группы с изоцианатом за счет образования аллофанатных связей. Образование аллофанатных связей протекает в раз медленнее, чем биуретовых, что объясняется индуктивным влиянием алкоксигруппы [9]. Однако и те и другие связи могут иметь место только при наличии высоких температур и высокоэффективных катализаторов. Когон установил, что эти связи могут образоваться и при комнатной температуре в присутствии карбоксилатов свинца и кобальта []. Избыток изоцианата ведет к повышенному образованию аллофанатных и биуретовых связей и как следствие к пожелтению ППУ, понижению его жесткости и увеличению хрупкости []. Соотношение полиэфир : изоцианат в реакционной смеси оказывает влияние на образующийся полимер - большее количество полиэфира ведет к увеличению жесткости. Этого же эффекта можно добиться, ведя синтез полиуретанов на основе простых полиэфиров []. Выделение газа и рост полимерных молекул должны протекать с такими скоростями, чтобы газ оставался в полимере, а полимер к окончанию процесса выделения газа имел достаточную прочность для сохранения формы без оседания. Для обеспечения требуемого соотношения реакций газообразования и полимеризации необходим тщательный подбор типа катализаторов и их концентрации []. Самыми распространенными катализаторами являются третичные амины: Ы-метил-и ]'-этилморфолины, пиперазин, этилэтиламин, триэтиламин, триэтилендиамин (]. Каталитическое действие зависит от их основности. Однако, большое значение имеют и стерические факторы. При одинаковой основности пиридин оказывает большее каталитическое действие, чем диалкиланилин. Триэтилендиамин является наиболее активным катализатором из класса третичных аминов. Его высокая активность не согласуется с основностью, а видимо объясняется строением молекулы. В настоящее время при получении пенополиуретанов широко используются в качестве катализаторов различные оловоорганические соединения: диэтилдилаурат олова, октоат олова.