Сверхлегкий пенопласт на основе полиуретана

• Автор: Клименко, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1.1 Полиуретаны

1.2 Общие понятия о химии полиуретанов

1.3 Исходные вещества для получения пенополиуретанов

1.4 Образование полиуретановых пен

1.5 Способы получения пенополиуретанов

1.6 Сверхлегкий пенополиуретан

2. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования
3. Разработка состава полиэфирной составляющей
3.1 Выбор исходных полиэфиров
3.2 Зависимость вязкости полиэфирной смеси от состава
4. Выбор состава исходной композиции для получения сверхлегкого ППУ
4.1 Влияние пеностабилизатора
4.2 Выбор катализатора
4.3 Влияние количества воды в композиции на кажущуюся плотность и жесткость ППУ
4.4 Оптимизация состава сверхлегкого пенополиуретана
5. Исследование кинетики образования сверхлегкого ППУ
5.1 Вспенивание
5.2 Экзотермия
5.3 Отверждение
6. Свойства и применение сверхлегкого ППУ
6.1 Теплоизоляционные свойства
Ъф 6.2 Акустические свойства ППУСЛ
6.3 Сверхлегкий ППУ в качестве сорбента углеводородов
6.4 Сверхлегкий пенополиуретан материал для упаковки
Выводы
Список литературы


Полиуретановые эластомеры имеют высокий модуль упругости, высокую износостойкость, большую вибропоглощающую способность, устойчивы к воздействию низких температур и органических растворителей. Изменяя рецептурные факторы, их твердость можно варьировать в диапазоне от твердости стали до твердости каучука. Термопластичные полиуретаны (ТПУ) — представляют разновидность полиуретановых эластомеров, получаемых ступенчатой полимеризацией полиэфиров с диизоцианатами в присутствии "удлинителей цепи". ТПУ отличаются высоким модулем упругости, износостойкостью, морозостойкостью, вибростойкостью, низким коэффициентом старения, а также стойкостью к воздействию органических растворителей. Разновидности ТПУ значительно различаются по свойствам и областям применения. Ввиду высокой стойкости на истирание из них изготовляют направляющие втулки, подшипники, сферические вкладыши для автомобилей и тракторов. Детали из ТПУ можно использовать в химической промышленности, так как они отличаются высокой стойкостью к агрессивным средам. На основе полиуретанов изготовляют синтетическую кожу для обувной промышленности (например, корфам в США, кларино в Японии). Изготовление обуви из такой кожи обходится на -% дешевле. Полиуретановые лаки, эмали и клеи отличаются высокой адгезионной прочностью к металлу, древесине, стеклу и полимерам, стойкостью к истиранию и коррозии, водостойкостью. Верхний слой этих материалов может иметь различную твердость и эластичность. Латексы представляют собой водные эмульсии каучукоподобных полимеров (в частности полиуретанов). Из них изготовляют резиновые изделия, краски, изоляцию для проводов, используют для пропитки бумаги и тканей. Высокоэластичные полиуретановые волокна широко используют в текстильной промышленности. Методом вспенивания полиуретанов изготовляют пенополиуретаны (ППУ). Принцип получения ППУ основан на химической реакции между изоцианатами, полиэфирами и водой обычно в присутствии катализаторов, эмульгаторов и других добавок. Обладая рядом весьма ценных свойств, большой сырьевой базой и широкими технологическими возможностями получения, ППУ к настоящему времени успели завоевать особое место среди других пенопластов. Они получили широкое распространение во всех сферах деятельности человека. Начало химии уретанов положено в году Вюрцем и Хофманном, которые впервые описали реакцию между изоцианатом и гидроксилсодержащим соединением. Однако, промышленное использование продукта реакции начало осуществляться с года, когда Отто Байер предложил использовать полимеры на основе сложных полиэфиров и изоцианатов, которые оказались конкурентно способными с нейлоном []. Вторая Мировая война и возникший в результате нее дефицит основных материалов обусловил развитие исследований по использованию полиуретанов в качестве волокон, покрытий и пен. По окончанию Второй Мировой войны интенсивные исследования были продолжены в США, Германии и Англии. Первоначально все работы были основаны на использовании диизоцианатов и сложных полиэфирполиолов. Однако сложность технологии, относительно высокая стоимость и некоторый недостаток физических свойств получаемых пен вынудили обратить внимание на альтернативные гидроксилсодержащие соединения. В году впервые были синтезированы простые полиэфирполиолы. Помимо экономических преимуществ, получаемые при их использовании пены обладали лучшими физико-механическими свойствами в сравнении с пенами на основе сложных полиэфирполиолов. Разработка одностадийного процесса и введение силиконовых ПАВ привели к стремительному росту промышленности пенополиуретанов []. Основной реакцией в химии полиуретанов является реакция между изоцианатом и соединением, содержащим активный атом водорода. Изоцианаты - это соединения, имеющие одну или более реакционноспособных изоцианатных групп (-N=0=0). Активный атом водорода обычно представляет собой атом водорода, связанный с электроотрицательными атомами, такими как азот (Ы), кислород (О), сера (Б) или хлор (С1). Здесь в общем случае заместители Я и Я' представляют собой алкил- и арильные группы).