Фридман О.А, Смекалов В.Т., Сорокина А.В, Минаев П.А.
ЗАО «ЭКЛИП» – дочернее общество ОАО «Полимерсинтез», Владимир, Россия, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Процессы структурообразования и обусловленные ими свойства термопластичного полиуретана можно представить следующим образом. При комнатной температуре гибкие сегменты с низкой температурой стеклования становятся несовместимыми с полярными жесткими сегментами, обладающими высокой температурой стеклования, что приводит к микрофазному разделению. Часть движущей силы процесса пофазного разделения обуславливается протеканием процесса кристаллизации жестких сегментов.
При нагревании до температуры выше температуры плавления жестких сегментов полимер образует относительно однородный по вязкости расплав, который может перерабатываться такими методами переработки термопластов, как литье под давлением, экструзия, раздувное формование и др. Последующее охлаждение снова приводит к разделению жестких и гибких сегментов и к восстановлению упругих (эластичных) свойств. Таким образом, в процессе синтеза термопластичного полиуретана должны быть обеспечены условия для создания такой химической структуры, которая позволяла бы достичь наиболее полного микроразделения фаз.
Влияние температуры, катализаторов и очередности введения компонентов на способность термопластичного полиуретана к микрофазному разделению изучали на пластографе Брабендера.
Проведены исследования свойств полимеров, полученных разными методами синтеза – с одновременным введением компонентов и постадийным введением компонентов. Сделан вывод о том, что избежать нежелательного пути синтеза термопластичного полиуретана удается при использовании промежуточной стадии образования предполимера по реакции полиола с диизоцианатом. При введении расчетного количества диизоцианата образуется предполимер с концевыми изоцианатными группами, а при частичном введении диизоцианат расходуется, в основном, на образование «мостиков» с концевыми гидроксильными группами полиола и, таким образом, образуется предполимер с концевыми гидроксильными группами.
По характеру пластограмм, снимаемых в ходе синтеза полимера, можно с высокой степенью точности оценивать свойства конечного продукта. Было установлено, что наиболее предпочтительно постадийное введение компонентов, а синтез полимера целесообразно вести в аппаратах, аналогичных пластографу Брабендера. На основе проведенных исследований разработаны рекомендации по аппаратурно-технологическому оформлению процесса синтеза термопластичных полиуретанов. Разработана конструкция роторного смесителя, которая обеспечивает возможность проведения синтеза при относительно низких температурах. Гомогенизация полимера достигается за счёт использования разработанной конструкции гребней роторов, которые подают массу под углом 90° к оси ротора навстречу друг другу. Благодаря этому при встрече двух потоков вновь и вновь формируются напряжения «растягивающие» полимерные макромолекулы вдоль оси роторов. Проведены исследования свойств термопластичных полиуретанов, полученных в смесителях роторного типа с тангенциальным направлением потоков расплава.