Эластичные пенополиуретаны с регулируемыми вяло-упругими свойствами

• Автор: Панов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ СОСТАВ, МОРФОЛОГИЯ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ

1.1 Полиуретаны

1.2 Общие понятия о химии полиуретанов

1.3 Исходные вещества для получения пенополиуретанов

1.4 Способы получения пенополиуретанов

1.5 Вялоупругие пенополиуретаны

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Метод технологической пробы
2.2.2 Методика определения кинетики вспенивания, отверждения и экзотермии с помощью прибора фирмы Яарга
2.2.3 Методика определения кажущейся плотности
2.2.4. Методика проведения физикомеханических испытаний
2.2.5. Испытание эластичности по отскоку шарика
2.2.6. Испытания на остаточную деформацию
2.2.7. Испытание по времени восстановления
2.2.8 Исследование кинетики процесса вспенивания пенополиуретана
2.2.9 Методики исследования ППУ инструментальными методами
2.2. Расчет изоцианатного индекса
2.2. .Расчет ошибки эксперимента
3 .ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ ВЛИЯЮЩИХ
НА ВЯЛОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТИЧНЫХ ППУ
3.1. Влияние полиэфирной составляющей на вялоупругие свойства ППУ
3.2. Влияние количества изоцианта в исходной композиции на кинетику образования вязкоэластичных пен и их физикомеханические свойства
3.3. Влияние ПАВ на эксплуатационные характеристики вялоупругих иен
4. РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЛОУПРУГИХ ПЕН
5. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОГО СОСТАВА КОМПОЗИЦИИ НА СВОЙСТВА ВЯЛОУПРУГИХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРО. ВАНИЯ
5.1. Теоретическое обоснование применения метода математиче ского моделирования . .
5.2. Разработка математического описания, устанавливающего зависимости влияния начального состава на свойства вялоупругих пенополиуретанов.
5.3. Разработка алгоритма определения оптимального состава, при котором показатели качества соответствуют заданным значениям
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


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, кофрам в США, кларино в Японии). Этот материал имеет пористую структуру, аналогичную структуре натуральной кожи, удовлетворяет гигиеническим требованиям, сохраняет свои свойства до температуры минус °С, превосходит натуральную кожу по водостойкости, прочности, простоте ухода и имеет меньшую на % плотность. 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. 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[1]. Обладая рядом весьма ценных свойств, большой сырьевой базой и широкими технологическими возможностями получения, 1 ГУ 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 [7]. 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 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 полиэфириолиолов. Разработка одностадийного процесса и введение силиконовых ПАВ привели к стремительному росту промышленности пенополиуретанов [8]. 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, кислород, сера или хлор. Здесь в общем случае заместители Я и Я' представляют собой алкил- и арильные группы). Если эту простую реакцию присоединения расширить для ди- и поли-функциональных реагентов, то будет получен сложный полимер, который известен как полиуретан. При повышенной температуре может протекать реакция между урета-ном и другой молекулой изоцианата. При этом образуется аллофанат. Для получения пены необходимо образование пузырьков в процессе гелеобразования. Физический газообразователь (ФГО) - обычно низкокипящий растворитель, испаряющийся за счет теплоты реакции. Химический газообразователь (ХГО) - подвергается химическим реакциям с изоцианатом с выделением газообразного продута. В промышленности полиуретанов в качестве ХГО преимущественно используется вода.