Co přesně je apolyuretanový prepolymera proč se široce používá v polyuretanových elastomerech, nátěrech, lepidlech a dalších aplikacích?
V polyuretanovém průmyslu se „prepolymer“ a „prepolymer“ obecně používají k popisu stejného konceptu, ačkoli „prepolymer“ je běžnějším termínem v každodenní technické komunikaci. Polyurethanový prepolymer je meziprodukt vyrobený částečnou reakcí polyolu, jako je polyether nebo polyesterpolyol, s přebytkem diisokyanátu, jako je MDI nebo TDI.
Klíčovým znakem polyuretanového prepolymeru zakončeného NCO je, že po počáteční reakci stále obsahuje reaktivní isokyanátové skupiny (-NCO). Tyto zbývající NCO skupiny mohou následně reagovat s vytvrzovacím činidlem, prodlužovačem řetězce, vodou nebo jinými reaktivními složkami za vzniku konečného polyuretanového materiálu.
Zjednodušeně lze předpolymer považovat za polyuretanový polotovar. Místo toho, aby všechny suroviny reagovaly současně, je část reakce dokončena předem. To dává výrobcům větší kontrolu nad konečným zpracováním a vlastnostmi.
Proč používat prepolymer?
Jednou z hlavních výhod je lepší řízení procesu. Přímá reakce diisokyanátu s polyolem během finální výroby může vést k vysoce reaktivnímu systému, který je obtížné kontrolovat. S prepolymerem byla počáteční reakce již částečně dokončena a zbývající reakce může být řízena volbou a množstvím vytvrzovacího činidla, teplotou, katalyzátorem a podmínkami zpracování.
Předpolymerový systém může také poskytnout praktičtější zpracovatelské okno pro míchání, odplyňování a odlévání. V závislosti na složení mohou výrobci upravit rychlost reakce tak, aby vyhovovala požadavkům různých výrobních procesů.
Další důležitou výhodou je flexibilita formulace. Výběrem různých polyolů a izokyanátů mohou výrobci navrhovat polyuretanové systémy s různou tvrdostí, elasticitou, odolností proti oděru, odolností vůči olejům, odolností proti hydrolýze a dalšími vlastnostmi.
Prepolymery jsou dostupné s různými obsahy NCO a viskozitami. Systémy s nižšími NCO jsou často viskóznější a mohou být použity v nátěrech a tmelech vytvrzovaných vlhkostí, zatímco systémy s vyššími NCO se běžně používají ve dvousložkových polyuretanových systémech. Vhodný obsah NCO závisí na aplikaci, vytvrzovacím systému, požadavcích na viskozitu a cílových vlastnostech.
Jak se používá prepolymer?
Například při výrobě polyuretanového válce 80 Shore A může výrobce nejprve reagovat polyetherpolyol s vhodným isokyanátem za vzniku prepolymeru zakončeného NCO. Prepolymer je pak kombinován s vypočítaným množstvím prodlužovače řetězce nebo vytvrzovacího činidla, jako je BDO nebo MOCA, v závislosti na složení.
Po smíchání a v případě potřeby vakuovém odplynění se materiál nalije do formy a vytvrdí za podmínek řízené teploty. K dosažení požadovaných konečných mechanických vlastností a rozměrové stability lze následně aplikovat dodatečné vytvrzování.
Je také důležité pochopit, že prepolymer není nutně jedna čistá chemická sloučenina. Komerční prepolymery mohou obsahovat nezreagovaný isokyanát, reakční produkty isokyanát-polyol a oligomerní látky s různými molekulárními strukturami.