Poliuretan — makromolekulada əvəz olunmuş və ya olunmamış —N(R)—C(O)O—qrupu (R = Н, alkil, aril və ya asil) saxlayan hetero zəncirli polimerlərdir. Uretanların makromolekulunda, həmçinin bu polimerlərin kompleks xüsusiyyətlərini müəyyən edən sadə və mürəkkəb efir qrupları, sidik turşusu qrupu, amid qrupları və digər funksional qruplar ola bilər. Poliuretanlar sintetik elestomerlərə aid edilir və bərklik diapozonu xüsusiyyətlərinə malik olduğu üçün sənayedə geniş tətbiq sahəsi tapmışdır. Sənayedə gərgin mühit, kəskin dəyişən ağırlıq və temperatur şəraitində ışləyən məmulatların istehsalında rezinin əvəzləyicisi kimi istifadə olunur. İşçi temperatur rejimi −60 °С-dən +80 °С-yə kimi təşkil edir.
Alınması
Diizosianat və poliol arasında gedən reaksiyalar nəticəsində poliuretan polimerinin alınması. Poliuretanlar izosianat qruplu birləşmələrin bi- və polifunksional hidroksil tərkibli birləşmələrlə qarşılıqlı təsirindən alınır. İzosianat kimi toluilendiizosianatlar (2,4 — və 2,6-izomerlər və onların 65:35 nisbətində qarışığı), 4,41-difenilmetandiizosianatlar, 1,5-naftilen-, heksa-metilendiizosianatlar, poliizosianatlar, trifenilmetan-triizosionatlar, biuretizosianatlar, izosianuratizosianatlar, 2,4-toluilendiizosianatların dimeri, bloklandırılmış izosianatlar istifadə olunur. İlkin izosianatın quruluşu uretanəmələgəlmənin sürətini, möhkəmlik göstəricilərini, işığa və radiasiyaya qarşı davamlılığını, həmçinin poliuretanların bərkliyini müəyyən edir. Hidroksiltərkibli birləşmələr aşağıdıkılardan ibarətdir:
- oliqoqlikollar – Tetrahidrofuranın, propilen- və etilenoksidlərinin, divinilin, izopropenin homo- və sopolimerlərləşmə məhsulları;
- molekulun axırında –OH qrupu saxlayan mürəkkəb efirlər, — adipin, ftal və digər dikarbon turşularının etilen-, propilen-, butilen-, və ya digər aşağı molekullu qlikollarla xətti polikondensləşmə məhsulları;
- yuxarıda göstərilən turşu və qlikolların kondensləşmə məhsullarına, triolların (qliserin, trimetillol-propan) ε-kaprolaktonla polimrləşmə məhsullarını əlavə etməklə alınan şaxələnmə məhsulları.
Hidroksiltərkibli komponentlər poliuretanların əsas fiziki-mexaniki xassələrini müəyyən edir. Hidroksiltərkibli birləşmələr (məs. su, qlikollar, qliserinin monoallil efiri, gənəgərçək yağı), və diaminlər (məs. −4,41-metilen-bis-(-ortoxloranilin), fenilen-diamin) zəncirin uzanması və struktur dəyişikliyi üçün istifadə olunur. Bu agentlər poliuretanların molekulyar kütləsini, vulkanlaşma torunun qatılığını və yanlardakı kimyəvi rabitələrin quruluşunu, domen strukturlarının yaranma mümkünlüyünü, belə ki, poliuretanların kompleks xassələrini və onların istifadəyə görə təyinatını (penoplastlar, liflər, elastomerlər və s.) müəyyən edir. Uretanyaranma prosesi üçün katalizator kimi üçlü aminlərdən, dəmir, mis, berillium, vanadium, qurğuşun və qalay naftenatlardan, oktonat və qalaylaurinat birləşmələrinin qarışığından istifadə olunur. Tsiklotrimerləşmə prosesi zamanı katalizator kimi qeyri-üzvi əsaslar və üçlüaminlərin epoksidlərlə kompleksindən istifadə olunur.
Xassəsi
Poliuretanların mexaniki xasssələri geniş sərhədlərdə dəyişir və uretan zəncirində olan qruplar arasındakı məsafədən və onların təbiətindən, zəncirin quruluşundan (xətti və ya tor formasında olmasından), molekula kütləsindən və kristallıq dərəcəsindən asılı olur. Poliuretanlar özlü maye, amorf və kristal halında olurlar. Onların xassələri yüksək elastikli yumşaq rezindən başlamış (Şop üzrə bərkliyi 15[3057 gün mənbə göstərilməyib A şkalası üzrə) bərk plasytikliyə kimi (Şop üzrə bərklik 75 D şkalası üzrə)1 dəyişir. Poliuretanlar konstruksiyalı materiallara (KM) aid edilir. Poliuretanın mexaniki xassələri imkan verir ki, ondan ağır gücə məruz qalan maşın və mexanizmlərin hissələrində istifadə olunsun. Bu tip sənaye materiallarının xarici aqressiv mühitə qarşı müqavimət qabiliyyəti güclü olduğu üçün onlara ciddi ehtiyac duyulur.
Müxtəlif tipli poliuretanların fiziki-mexaniki göstəriciləri
| Poliuretanların göstəricisi | НИЦ ПУ-5 | СКУ-ПФЛ-100 | ТСКУ-ФЭ-4 | СКУ-ПФЛ-74 | Ур-70 В | ПТГФ-1000 | СУРЭЛ-20Ф | СКУ-ПФЛ-100М | Диафор-ТДИ | ЛУР-СТ | ТТ 129/194 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Şop üzrə bərklik vahidi. | 88–93 | 95–98 | 40–90 | 88–92 | 70–80 | 95–98 | 93–97 | 95–100 | 86–88 | 75–85 | 80–100 |
| Dartılma üzrə bəkliyin sərhədləri, kqs/sm² | 320–450 | 350–400 | 250–350 | 400–450 | 230–390 | 350–420 | 390–500 | 450–500 | 380–460 | 400–470 | 380–520 |
| Qırılmaya görə nisbi üzünlüq, % | 450–580 | 310–350 | 400–550 | 400–470 | 670–800 | 310–370 | 330–390 | 350–370 | 500–600 | 600–700 | 320–850 |
| Parçalanmaya müqavimət, kqs/sm | 75–100 | 90–110 | 20–30 | 70–80 | 30–45 | 90–110 | 90–110 | 85–95 | 55–65 | 20–30 | 90–110 |
| 100 % uzanma zamanı şərti gərginlik, kqs/sm² | 75–95 | 130–160 | 25–30 | 60–80 | 20–35 | 130–160 | 140–160 | — | 45–55 | 50–80 | 140–160 |
| Parçalanmadan sonra şərti uzunuluq qalığı, % | Не более10 | Не более10 | Не более10 | Не более 8 | Не более 15 | Не более 10 | Не более 8 | Не более 10 | Не более 10 | Не более 10 | Не более 10 |
| Temperatur diapozonu °С | 50 | 70 | 80 | 70 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 50 | 50 |
Tətbiqi
Müxtəlif tipli uretanların fərqli mexaniki xassələrə malik olması, onlardan demək olar ki, sənayenin bütün sahələrində — müxtəlif bərkidici maddələr, dekorativ daşların hazırlanması üçün elastik formalar, mühafizəedici örtüklər, lak-boya məmulatları, yapışqanlar, kipləşdiricilər, aşağı güclü maşın hissələri (vallar, roliklər, yivlər və s.), izolyatorlar, implant və digər sahələr üçün məmulatların alınmasında istifadə olunmasına imkan yaradır. Poliuretanların yeyilməyə qarşı dözümlü olması onlardan ayaqqabı altlıqları, idman şinləri, sənayedə cilalayıcı daşların fiksə olunması üçün vtulka və ara qatlar alınmasına geniş imkanlar açır. Poliuretanların üzvi həlledicilərdəki məhlullarından yüksək bərkliyə malik yapışdırıcı maddələr alırlar. Poliuretanlardan avtomobillərin amortizatorlarında istifadə olunur. Lakin poliuretanların temperatur diapozonunun −60 — +80°С sərhədlərində olması onların istifadəsini məhdudlaşdırır.
Mənbə
- ТУ РБ 100185859.001–2004 üzrə poliuretanlar üçün normalar
Ədəbiyyat
- Статья "Полиуретаны" в Большой советской энциклопедии
- Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты. Карманный справочник. — М.: издательский дом "Додэка-XXI", 2004.
- Глав.ред. В. А. Кабанов. Энциклопедия полимеров. — М.: "Советская энциклопедия", 1977. — Т. 3.
- Райт П., Камминг А., Пер. с англ. под ред. док.хим. наук Н. П. Апухтиной. Л. Полиуретанове эластомеры. — "Химия", 1973.
- Ю. С. Липатов, Ю. Ю. Керча, Л. М. Сергеева. Структура и свойства полиуретанов. — Киев: "Наукова думка", 1970.