2. Az 1,4-butándiol hatékonysága lánchosszabbítóként
Ahhoz, hogy megértsük az 1,4-butándiol lánchosszabbító népszerűségét, fontos felismerni a páratlan páros hatást a poliuretán köztes termékekben.
A hatékony diol-uretán intermedier első kritériuma a linearitás; a második kritérium az, hogy ideális esetben páros számú szénatomot tartalmazzon (azaz a CH2 csoportok számát az ismétlődő láncban).
A poliuretánok egyes kemény és lágy szegmenseinek molekuláris szintű lánctömítése javítja a kapott elasztomerek általános teljesítményét. A poliészter poliolok és a diollánchosszabbítók esetében páratlan szénatomszámú hatást figyeltek meg.
Például a páros számú szénatomot tartalmazó diolokon (EG-2, BDO-4 és HDO-6) alapuló adipát poliészter poliolokban az olvadáspont, az üvegesedési hőmérséklet, ill. általános teljesítménytulajdonságok magasabbak, mint a páratlan számú szénatomot tartalmazó diolokon (PrDO-3 és PeDO-5) alapuló összehasonlítható rendszereké.
Különösen kiemelkedő a poliuretán MDI-BDO kemény szegmenseinek magas fokú kristályossága és olvadékentalpiája (vagyis a kristályos kemény szegmens megolvasztásához szükséges hő). Példaként tekintse meg az alábbi táblázatot.
Olvadékentalpia MDI/Diol szegmensekhez BDO/Adipát poliészter poliol alapú poliuretánokban | ||
Diol kemény blokkban | ΔH(J/g)-TM | TM°C |
PÉLDÁUL | 0.9 | 175 |
1,3-OEM | 0.4 | 145 |
BDO | 2.8 | 148 |
1,5-OEM | 0.14 | 167 |
1,6-HDO | 0.69 | 156 |
(Forrás)
A páratlan effektus a kemény szegmens kristálytömörödésének és a szomszédos uretánmolekulák közötti hidrogénkötésnek tulajdonítható.
A páros számú lánchosszabbítók esetében a modellezés azt mutatta, hogy a molekulaláncok jobban illeszkednek egymáshoz, és a lánchosszabbítók, például a BDO megkönnyítik a láncok közötti hidrogénkötést. Ez elősegíti a kemény és lágy polimer szegmensek előnyös fázisszétválasztását. Valójában számos tanulmány kimutatta, hogy a poliuretán tulajdonságai nagymértékben függenek a fázisszétválasztás mértékétől és tökéletességétől.
Noha az etilénglikol (EG) páros szénatomszámú diollánchosszabbító is, nem jó alternatíva a BDO-val szemben.
Az EG-nek két hátránya van: a sok poliollal való rossz keverhetőség, ami feldolgozási és teljesítménybeli hátrányokhoz vezet, valamint az EG poláris természete, ami a hidrolízis-ellenállás csökkenéséhez vezet.
Egyébként az EG jó lánchosszabbító és poliészter köztes termék, jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező poliuretánokat biztosít.
3. Az 1,4-butándiol lánchosszabbítók feldolgozási feltételei
Folyékony diolként az 1,4-butándiol szobahőmérsékleten lánchosszabbítóként használható MDI és alifás diizocianát rendszerekben.
A feldolgozási hőmérséklet és a katalizátor töltési szintjei befolyásolják a diol/MDI rendszerek fazékidejét. Míg a nem katalizált rendszerek fazékideje 10-20 perc lehet 70°C-on, a magasabb hőmérsékleten történő feldolgozás vagy katalizátorok használata jelentősen csökkenti a fazékidőt. Az ón- és titanát-katalizátorokat általában a diol és az izocianát reakciósebességének növelésére használják.
Ezenkívül a BDO 20 °C-on (68 °F) lefagy. Ezért fontos, hogy a BDO-t a fagyáspont felett tartsuk, hogy elkerüljük a berendezés vezetékeiben a kristályosodást és a fázisszétválást a B-oldali készítményben.
A BDO emellett higroszkópos, és a nedvesség felszívódásának elkerülése érdekében inert környezetben kell tartani. Alacsony nedvességtartalmának köszönhetően az uretán minőségű BDO lehetővé teszi a processzorok számára a sztöchiometria megfelelő szabályozását azáltal, hogy elkerüli a H2O reakcióját az izocianátokkal és a CO2 gázbuborékok egyidejű felszabadulását.