Регулирование параметров синтеза полиуретанов, используемых в легкой промышленности, с помощью математических моделей

• Автор: Федулов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.19.01, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Полиуретановые эластомеры

1.1.1. Основные реакции образования полиуретанов

1.1.2. Связь структуры исходных компонентов

с физикомеханичсскими свойствами полиуретанов

1.1.3. Полиуретанизоцианураты

1.1.4. Использование полиуретанов для изделий легкой промышленности

1.2. Методы прикладного регрессионного анализа

в статистическом моделировании сложных процессов

1.2.1. Математическое моделирование

1.2.2. Регрессионный анализ
1.2.3. Потребность в статистическом анализе
1.2.4. Регрессионный анализ как средство описания процессов повышенной сложности
1.2.5. Множественная регрессия
1.2.6. Методы регрессионного анализа в химии и химической технологии
1.2.7. Выбор оптимального уравнения регрессии
1.3. Задачи диссертации
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Характеристика исходных компонентов
2.2. Синтез литьевых ПУ
2.3. Синтез эластичных ПУ покрытий
2.4. Методы исследования исходных компонентов
2.5. Методы исследования ПУ и покрытий
2.6. Построение математической модели
5






2.6.1. Полиномы Чебышева
2.6.2. Обрезание уравнения регрессии критерий достоверности Фишера

2.6.3. Приведение результата к окончательному виду
Обсуждение результатов
Глава 3. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПУ ПО МЕТОДУ П.Л. ЧЕБЫШЕВА.
3.1. Изучение влияния состава на свойства ПУ типа СКУОМ
3.2. Изучение влияния состава на свойства ПУ типа СКУПФЛ
3.3. Принцип работы программного комплекса Глава 4. АПРОБИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ.
4.1. Апробирование разработанной модели для отработки технологии получения каучука СКУОМ и СКУПФЛ
4.2. Изучение влияния рецептурных и ряда технологических параметров на свойства ПУ покрытий с использованием разработанной модели.
4.2.1. Технология получения ПУ пленкообразующего
и нанесения покрытия на его основе.
4.2.2. Математическое описание влияния рецептурных и ряда технологических параметров на свойства ПУ покрытий.
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для всех Г1У наряду с высокой прочностью характерны высокое сопротивление истиранию, стойкость к действию различных растворителей, масел, топлив, атмосферным воздействиям, а также ряд других ценных свойств. Структуру и свойства ПУ можно менять в широких пределах путем подбора соответствующих исходных веществ. Они относятся к числу тех полимеров, у которых можно направленно регулировать число поперечных связей, гибкость полимерных молекул и характер межмолекулярных взаимодействий. Это дает возможность получать из ПУ самые разнообразные материалы - синтетические волокна, твердые и мягкие эластомеры, жесткие и эластичные пеноматериалы, различные термореактивные покрытия и пластические массы. Общим признаком различных типов уретановых полимеров является наличие в макромолекулярной цени уретановых групп -ЫН-С-О-расположенных более или менее регулярно. Н0К0НЬ(>С=КТ*'Ы=С=0 ^1ЮЯ0С(0)ЫЖКНС(0)ЮН (1. До иастоящего времени в литературе нет единого мнения, к каком)' типу полимерных реакций следует отнести процесс получения ПУ. В последнее время накоплен большой экспериментальный материал по изучению условий получения ПУ и их свойств. Так, характер влияния соотношения исходных компонентов, механизм роста цепи, молскулярио массовое распределение полученных полимеров и некоторые другие факторы убедительно доказывают, что реакцию уретанообразования следует отнести к пол и конденсационным процессам. Для получения уретановых эластомеров обычно применяют би- и полифункциональные олигомеры с концевыми гидроксильными группами. Типичными соединениями такого рода являются простые и сложные полиэфиры (ПЭ). К олигоэфирам (ОЭ), предназначенным для синтеза ПУ, предъявляется ряд специфических требований. Они должны иметь не менее двух реакционноспособных гидроксильных групп, ответственных за их дальнейшее превращение в высокомолекулярные соединения. Функциональность, молекулярная масса (ММ) и развствлснность сложных ОЭ являются важными параметрами, определяющими степень сшивки, структуру и свойства ПУ. Дтя получения эластомеров, волокон и эластичных пен используют преимущественно линейные или слаборазветвленные ОЭ с ММ - и гидроксильным числом -, в случае покрытий и жестких пен обычно применяют более низкомолекулярные (0-) и часто разветвленные ОЭ с гидроксильным числом 0-0 [3]. Простые ПЭ получают на основании этилена, пропилена, тетрагидрофурана и их смесей. Исходными соединениями для сложноэфирных ПУ служат различные гликоли полиметиленового и полиоксиэтиленового ряда и дикарбоновые кислоты (в основном адипиновая). В качестве исходных ДИ наибольшее применение в промышленности нашли производные ароматического ряда: ТДИ, чаще всего в виде смсси 2,4-(1. ПИЦ (1. ОСМ (С1? N (1. Использование нолиметиленполифенилизоцианата (ПИЦ) непрерывно возрастает благодаря его более низкой летучести по сравнению с ТДИ. Кроме того, в промышленности применяют дифенилметан-4,4 - диизоцианат (МДИ) (1. ПИЦ (п=0), и алифатический ДИ-гексамети лен ди изоцианат (ГМДИ) (1. Изоцианаты содержат группу -N=0=0 с высокой степенью иенасыщенности и легко вступают во взаимодействие с большим количеством соединений. Так же они могут реагировать друг с другом. Кроме того, изоцианаты могут реагировать почти с любыми соединениями, содержащими атомы водорода, способные замещаться наЫа [5]. Существенным отличием ПУ от всех других полимеров является наличие в ПУ цепях также и иных типов химических связей. ПУ и их структуру. ПУ цепочка, в зависимости от мольного соотношения компонентов, взятых для синтеза, может иметь различные концевые реакционноспособные группы. На их реакционной способности основаны методы удлинения цепей или получения блок-сополимеров. ОСЫ ЯЫСОШОП ОСЫ ЯЫН-СО-ЫН КЫСО+СОг (1. Аналогичное удлинение цепей с образованием мочевинной группировки происходит при взаимодействии полученного ПУ с диамином ОСЫКЫСО+Н2ЫКЫН2+ОСЫКЫСО-^ОСЫКЫНСОЫН-КЫНСОЫНЫСО где: Я- остаток амина (1. Так получают высокомолекулярные ПУ, в основной цепи которых чередуются уретановые и мочевинные группировки. При получении конкретных ПУ материалов, особенно трехмерного строения, в основной цепи полимера могут присутствовать иные типы связей. Я-Ы=С=0+Н0Н->ЯМН-СН-^2 ЯЫН2+С -> Я-ЫН-СО-ЫН- Я (1.