Kaj je poliuretanSredstvo za utrjevanje?
V industriji poliuretana se izraz "sredstvo za utrjevanje" pogosto uporablja, vendar se pogosto napačno razume. Različni proizvajalci, formulatorji in končni uporabniki lahko uporabljajo isti izraz za opis različnih materialov. Posledično pogosto pride do zmede pri razpravljanju o poliuretanskih sistemih.
S praktičnega vidika se lahko katera koli komponenta, ki pomaga poliuretanskemu materialu pri strjevanju in pretvorbi iz tekočine v trdno snov, imenuje utrjevalno sredstvo. Vendar pa je s kemijskega vidika definicija bolj specifična.
Poliuretansko utrjevalno sredstvo je reaktivna komponenta, ki sodeluje pri reakciji zamreženja in tvori tri{0}}dimenzionalno polimerno mrežo, odgovorno za končne mehanske lastnosti materiala.
Razumevanje vloge utrjevalnikov zahteva najprej razumevanje, kako nastane poliuretan.
Kako se poliuretan strdi?
Poliuretanski materiali se proizvajajo z reakcijo izocianatnih skupin (-NCO) s spojinami, ki vsebujejo aktivni vodik-, predvsem hidroksilnimi skupinami (-OH) ali amino skupinami (-NH₂).
Med to reakcijo se posamezne molekule kemično povežejo in ustvarijo polimerno mrežo. Ta postopek pretvori material iz tekočega ali pol-tekočega stanja v trden elastomer, premaz, lepilo, peno ali tesnilno maso.
Komponenta, ki reagira z glavno smolo in ustvari to mrežo, se na splošno imenuje utrjevalno sredstvo.
Kdaj izocianati delujejo kot utrjevalci?
Najpogostejši poliuretanski sistem je dvo-komponentna poliuretanska formulacija.
V teh sistemih:
Komponenta A je sestavljena predvsem iz polieter poliolov ali poliester poliolov.
Komponenta B je sestavljena iz izocianatov, kot so MDI, TDI, HDI ali IPDI.
Poliolna komponenta služi kot primarna smola, medtem ko izocianatna komponenta reagira s hidroksilnimi skupinami, da ustvari poliuretanske vezi in navzkrižne vezi.
V tej formulaciji se izocianatna komponenta šteje za strjevalno sredstvo.
Zato se v poliuretanskih premazih, lepilih, talnih materialih in hidroizolacijskih sistemih komponenta B običajno imenuje poliuretanski utrjevalec ali poliuretanski trdilec.
Kdaj polioli ali amini delujejo kot utrjevalci?
Pri nekaterih poliuretanskih sistemih je situacija obratna.
Številni sistemi litega poliuretanskega elastomera kot glavno komponento uporabljajo poliuretanske predpolimere s koncem NCO-. Ti predpolimeri že vsebujejo presežne izocianatne skupine in zato potrebujejo spojine, ki vsebujejo aktivni vodik, da zaključijo proces strjevanja.
Predpolimer deluje kot osnovna smola, poliolna ali aminska komponenta pa služi kot strjevalno sredstvo.
Na primer, MOCA, DETDA, BDO in drugi podaljševalci verige se pogosto imenujejo sredstva za strjevanje pri proizvodnji litega poliuretanskega elastomera, ker reagirajo s predpolimerom s koncem NCO- in dokončajo mrežo zamreženja.
Zato je vprašanje, ali se material obravnava kot sredstvo za strjevanje, odvisno od njegove vloge v formulaciji in ne od njegove kemične identitete.
Drug vir zmede je razlika med utrjevalci in katalizatorji.
Čeprav oba vplivata na proces utrjevanja, sta njuni funkciji popolnoma različni.
Poliuretanski utrjevalec neposredno sodeluje pri kemični reakciji in postane del končne strukture polimera. Prispeva k fizikalnim lastnostim končnega izdelka, vključno s trdoto, natezno trdnostjo, raztezkom, oprijemom, kemično odpornostjo, vodoodpornostjo in vzdržljivostjo.
Nasprotno pa poliuretanski katalizator ne postane del polimerne mreže. Njegova primarna funkcija je pospeševanje ali uravnavanje hitrosti reakcije.
Pogosti poliuretanski katalizatorji vključujejo: organokositrne katalizatorje, bizmutove katalizatorje, terciarne aminske katalizatorje, kovinske karboksilate
Katalizatorji se običajno dodajajo v zelo nizkih koncentracijah in v glavnem vplivajo na lastnosti obdelave, kot so čas geliranja, čas brez -lepljivosti, hitrost strjevanja in uporabnost.
Brez katalizatorja se lahko poliuretanski sistem še vedno strdi, čeprav počasneje.
Brez sredstva za utrjevanje poliuretanske reakcije ni mogoče zaključiti in material lahko ostane tekoč ali le delno strjen.
Ta temeljna razlika poudarja, zakaj so sredstva za strjevanje strukturne komponente poliuretanske mreže, medtem ko so katalizatorji aditivi za obdelavo.