Поліуретани

Поліуретани — гетероланцюгові полімери, макромолекула яких містить незаміщену та/або заміщену уретанову групу — N(R)-C(O)O-, де R = Н, алкіл- , арил- або ацилрадикали.

Поліуретани

Поліуретани у Вікісховищі

Губка для домашнього вжитку з поліуретанової піни.

Загальний опис

Лінійні або зшиті полімери, основу ланцюгів макромолекул яких становить уретанова ланка –NH–C(=O)–O–. Стійкіші до окиснення та гідролізу, ніж поліаміди. У макромолекулі поліуретанів також можуть міститися прості та складноефірні функціональні групи, карбамід, амідні групи і деякі інші функціональні групи, що визначають комплекс властивостей цих полімерів. Поліуретани відносяться до синтетичних еластомерів і застосовуються в промисловості завдяки широкому діапазону міцності. Використовуються як замінники гуми, при виробництві виробів, що працюють в агресивних середовищах, в умовах великих змінних навантажень і температур. Діапазон робочих температур — від −60 до +80 °C.

Матеріали на основі поліуретану зі складноетерною гідроксискладовою є біостійкими до дії бактерій-деструкторів^[1].

Твердість (жорсткість) поліуретанів вимірюється за шкалою Шор А (від 20 до 50) та Шор D (від 60 до 95) відповідно.

Отримання

Отримання поліуретанового полімеру шляхом реакції між диізоціанатом та поліолом

Поліуретани отримують взаємодією сполук, які містять ізоціанатні групи з бі- і поліфункціональними гідроксилвмісними похідними.

Як ізоціанати використовуються толуілендиізоціанати (2,4 — і 2,6 — ізомери, або їх суміш у співвідношенні 65:35), 4,4'-дифенілметан-, 1,5-нафтілен-, Гексо-метилендиізоціанати, поліізоціанати, тріфенілметан-триізоціанат, біуретізоціанат, ізоціануратізоціанати, димер 2,4-толуїлендиізоціаната, блоковані ізоціанати.

Будова вихідного ізоціанату визначає швидкість уретаноутворення, міцнісні показники, світлову та радіаційну стійкість, а також жорсткість поліуретанів.

Гідроксилвмісними компонентами є:

1. Олігогліколі — продукти гомо- і кополімеризації тетрагідрофурана, пропілен — і етиленоксидів, Бутадієна, Ізопрена;
2. Складні поліефіри з кінцевими групами OH — лінійні продукти поліконденсації адипінової, фталевої та інших дикарбонових кислот з етилен-, пропілен-, бутилен- або іншими низькомолекулярним гліколями;
3. Розгалужені продукти поліконденсації перерахованих кислот і гліколів з добавкою тріола (гліцерина, тріметілол-пропану), продукти полімеризації ε-капролактона.

Гідроксилвмісний компонент визначає, в основному, комплекс фізико-механічних властивостей поліуретанів.

Для подовження і структурування ланцюгів застосовуються гідроксилвмісні речовини (наприклад, вода, гліколі, моноалліловий ефір гліцерину, рицинова олія) та діаміни (-4,4'-метилен-біс-(о-хлоранілін), феніл-діаміни). Ці агенти визначають молекулярну масу лінійних поліуретанів, густоту вулканізаційної сітки і будову поперечних хімічних зв'язків, можливість утворення доменних структур, тобто комплекс властивостей поліуретанів і їх призначення (пінопласти, волокна, еластомери і т. д.).

Як каталізатори для процесу поліуретаноутворення використовують третинні аміни, хелатні сполуки заліза, міді, берилію, ванадію, нафтенати свинцю та олова, октаноат та лаурінат олова. При процесі циклотримерізації каталізаторами є неорганічні основи та комплекси третинних амінів з епоксидів.

Див. також

• Спандекс
• Текстильні волокна

Примітки

1. Н. Н. Ласковенко, Ж. П. Коптева, М. А. Борецкая, А. Е. Коптева, Н. Я. Кузьменко, С. Н. Кузьменко, И. А. Козлова — Биостойкость зщитных модифицированных полиуретановых покрытий. Полімерний журнал. 2015. Т. 37. № 3. т. 249—255.

Джерела

• Ван-Чин-Сян Ю. Я., Романюк О. П. Дослідження пошарової полімеризації трикомпонентних систем на основі термоеластопласту // Вісник НУ «Львівська політехніка» № 426. — Львів, 2001. — С. 24-28.
• '(рос.)'Ефремкин А. Ф., Иванов В. Б., Романюк А. П., Шибанов В. В. Структурные особенности диенстирольных термоэластопластов, модифицированных мономерами // Ж. ВМС. А. 1990. Т. 32. № 9, с. 1995—2001.
• Иванов В. Б., Романюк А. П., Шибанов В. В. Кинетика полимеризации в диен-стирольных блок-сополимерах // Ж. ВМС. 1993 г. Т. 35. № 2, с. 119—124. (рос.)
• Романюк О. П. Кінетика фотоініційованої полімеризації в полімерних матрицях термоеластопластів: Дис… канд. хім. наук: 02.00.06 / Українська академія друкарства. — Л., 1998. — 149 л. — Бібліогр.: л. 127—149.
• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0 ^{[сторінка?]}

Посилання

• Синтез поліуретану [Архівовано 27 листопада 2017 у Wayback Machine.](англ.)
• Поліуретани [Архівовано 9 лютого 2010 у Wayback Machine.](англ.)