Полиуретаны (ПУ)

в основной цепи уретановую группу вида.

полифункциональными гидроксилсодержащими производными.

смесь в соотношении 65:35), 4,4”- дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат,

биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты.


Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

изомеров: 2,4-ТДИ и 2,6-ТДИ . ТДИ совместно с полиолом является

сырьем для производства полиуретанов. На производство ТДИ приходится около 30 % мирового рынка изоцианатов по состоянию на февраль 2011 г.

и этиленоксидов, дивинила, изопрена;

Тетрагидрофуран
Окись этилена
Бутадиен
Дивинил
Изопрен

адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен-

или другими низкомолекулярным гликолями;

разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилолпропана), продукты полимеризации ε-капролактона.



Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов.

гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло)и диамины (-4,4'-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти

агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).
В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

покрытия на их основе обладают уникальной особенностью: сочетанием высокой твердости

и эластичности.

применение получила реакция полиприсоединения, основанная на взаимодействии диизоцианатов с соединениями,

содержащими не менее двух гидроксильных групп в молекуле. Это могут быть, например, карбоцепные гликоли или простые, а также сложные олигоэфиры с концевыми гидроксильными группами. Синтез линейных полиуретанов протекает по общей схеме:
                                                                                          

образуются полимерные цепи, которые могут иметь различные концевые группы. Наличие

последних приводит к реакциям удлиннения цепи. Так, при взаимодействии двух молекул полиуретанов, полученных при избытке диизоцианата и имеющих концевые изоцианатные группы, с водой происходит удлиннение цепи и образование макромолекул, содержащих мочевинные связи
                                                                            

аналогичных полиуретанов с диаминами
                                                                                    
    







Такими способами получают высокомолекулярные полиуретаны, в

основной цепи которых чередуются уретановые и мочевинные группы. Отметим, что низкомолекулярные соединения (диамины, гликоли), которые приводят к удлиннению макромолекул, получили название удлиннителей цепи.

и длины участков цепи между уретановыми группировками, от структуры цепей

(линейная или сетчатая), от молекулярной массы и др. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или твёрдыми продуктами — от высокоэластичных мягких резин до жёстких пластиков.

Внешние признаки полиуретанов.

1100-1220 кг/м3. Хорошие диэлектрики. Не растворяются в воде и традиционных

растворителях.
Линейные ПУ обладают высокой адгезией к дереву, бумаге, тканям, металлам, стеклу, штукатурке, поэтому их применяют как основу полиуретановых лаков для мебели, эмалей и клеев. Растворяются только в сильнополярных растворителях, таких как диметилформамид.
Полиуретановые покрытия имеют матовый цвет, эластичны, устойчивы к действию кислот, минеральных и органических масел, бензина, окислителей, теплостойкие. Недостаток жидких ПУ - их горючесть и токсичность вследствие токсичности исходных мономеров-изоцианатов.
Маркировка полиуретановых лаков обычно начинается с буквенного обозначения УР, а полиуретановых клеев – ПУ, ВК и др.

80-90% всех выпускаемых ПУ составляют вспененные пенополиуретаны. Вспенивание полиуретанов происходит

в момент отверждения и изготовления готового изделия. Эластичные пенополиуретаны называют поролоном. Из поролона изготовляют блоки и отдельные элементы мягкой мебели, сиденья, подлокотники, подголовники для всех видов транспорта и др. изделия

полиуретанов и неограниченных возможностях регулирования их структуры. Путем изменения степени

сшивания теоретически можно получать полимеры с любыми физико-механическими свойствами, характерными для пластиков - от термопластичных до термореактивных. Кроме того, физико-механические свойства этих полимеров можно изменять варьированием химических групп, находящихся между уретановыми звеньями. Это обычно приводит к более тонким изменениям физико-механических свойств.

групп, находящихся между уретановыми звеньями в молекуле полимера, можно получить

полимеры любой жесткости, причем, возможности эти по существу не ограничены. Даже в простейших линейных полимерах всегда имеются два радикала, варьируя которыми можно придать полимерам различные свойства. Обычно используют разветвленные полимеры, в которых имеется не два, а три, четыре или более различных радикалов. Этим разнообразием свойств материалов на основе полиуретанов и объясняется их широкое применение в промышленности в настоящее время.

внесли вклад практически все промышленно развитые страны. Этот класс полимеров

привлек внимание американских исследователей после второй мировой войны.

Пенополиуретаны. В 1947 году Байер опубликовал данные о методе получения жестких пенополиуретанов. В результате дальнейших исследований в лабораториях “Farbenfabriken Bayer” были получены эластичные пенополиуретаны, которые обеспечили успешное развитие промышленности полиуретанов.

невспененных полиуретанов, поскольку здесь приходится сталкиваться с явлениями, характерными для

коллоидных систем. Для того чтобы иметь ясное представление о процессе пенообразования, нужно знать основные реакции, в результате которых происходят образование газа и рост макромолекул, коллоидную химию формирования пузырьков пены, а также реологию полимера в процессе его отверждения. Для улучшения пенообразования к системе обычно добавляют воду, за счет реакции которой с изоцианатом выделяется углекислый газ, необходимый для вспенивания:

низкокипящие жидкости – фреоны (хладоны), представляющие собой галоидалканы, например трихлорфторметан.

Однако, в связи с проблемой разрушения озонового слоя Земли использование некоторых из них запрещено.
  Отметим, что на долю пенополиуретанов приходится не более 5% общего объема потребления фреонов, основная же их часть используется в качестве аэрозольных пропеллентов и рабочего вещества холодильных машин. Тем не менее, перед производителями пенополиуретанов стоит актуальная задача поиска заменителей фреонов.

модуля упругости – на жесткие, полужесткие и эластичные (обычно к

эластичным относятся пенопласты, имеющие напряжение сжатия при 50%-ной деформации менее 10 кПа, а к жестким – более 150 кПа; полужесткие занимают промежуточное положение);

  2) по способу получения – на блочные и формованные;

  3) по степени замкнутости ячеек – на открыто- и закрытоячеистые.

отличные теплоизоляционные свойства, высокая прочность при растяжении и раздире, стойкость

к окислительному старению.
  Основными потребителями эластичных пенополиуретанов являются мебельная промышленность, транспорт (прежде всего автомобилестроение) и обувная промышленность. Жесткие пенополиуретаны являются одними из наиболее распространенных строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью, малой паропроницаемостью, высокой адгезией к металлу, штукатурке и древесине. Их также используют для изоляции холодильных камер, утепления жилых зданий, теплоизоляции трубопроводов, промышленных и административных зданий.

полиуретанов, которые являются прекрасными примерами реализации богатства их возможностей. Полиуретаны

используют в качестве связующих для изготовления древесно-стружечных плит взамен мочевино-формальдегидных смол. Однокомпонентные пенопласты (или пеногерметики) из полиуретана применяют для заполнения полостей, щелей. Освоен выпуск пенопластов, заменяющих и имитирующих древесину. Полиуретаны используют для получения эффективных клеевых составов и покрытий в строительстве и машиностроении, а также клеев и протезов медицинского назначения, которые благодаря прекрасным физико-механическим свойствам и сходству их строения с белковыми структурами лучше совмещаются с тканями организма. Большие успехи в последние десятилетия достигнуты также в области переработки уретановых реакционноспособных композиций.