पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स की तापीय स्थिरता और सुधार के उपाय

कहा गयाpolyurethaneपॉलीयूरेथेन का संक्षिप्त नाम है, जो पॉलीआइसोसाइनेट्स और पॉलीओल्स की अभिक्रिया से बनता है और इसमें आणविक श्रृंखला पर कई दोहराए गए अमीनो एस्टर समूह (- NH-CO-O -) होते हैं। वास्तव में संश्लेषित पॉलीयूरेथेन रेजिन में, अमीनो एस्टर समूह के अलावा, यूरिया और बायुरेट जैसे समूह भी होते हैं। पॉलीओल्स लंबी-श्रृंखला वाले अणुओं से संबंधित होते हैं जिनके अंत में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जिन्हें "सॉफ्ट चेन सेगमेंट" कहा जाता है, जबकि पॉलीआइसोसाइनेट्स को "हार्ड चेन सेगमेंट" कहा जाता है।
नरम और कठोर श्रृंखला खंडों द्वारा उत्पन्न पॉलीयूरेथेन रेजिन में, केवल एक छोटा प्रतिशत ही अमीनो एसिड एस्टर होता है, इसलिए उन्हें पॉलीयूरेथेन कहना उचित नहीं होगा। व्यापक अर्थ में, पॉलीयूरेथेन आइसोसाइनेट का एक योगज है।
विभिन्न प्रकार के आइसोसाइनेट पॉलीहाइड्रॉक्सी यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करके पॉलीयूरेथेन की विभिन्न संरचनाएँ उत्पन्न करते हैं, जिससे विभिन्न गुणों वाले बहुलक पदार्थ प्राप्त होते हैं, जैसे प्लास्टिक, रबर, कोटिंग्स, फाइबर, चिपकाने वाले पदार्थ, आदि। पॉलीयूरेथेन रबर
पॉलीयूरेथेन रबर एक विशेष प्रकार का रबर है, जो पॉलीइथर या पॉलिएस्टर को आइसोसाइनेट के साथ अभिक्रिया करके बनाया जाता है। विभिन्न प्रकार के कच्चे माल, अभिक्रिया स्थितियों और क्रॉसलिंकिंग विधियों के कारण इसके कई प्रकार होते हैं। रासायनिक संरचना के दृष्टिकोण से, पॉलिएस्टर और पॉलीइथर प्रकार होते हैं, और प्रसंस्करण विधि के दृष्टिकोण से, तीन प्रकार होते हैं: मिश्रण प्रकार, ढलाई प्रकार और थर्मोप्लास्टिक प्रकार।
सिंथेटिक पॉलीयूरेथेन रबर को आमतौर पर रैखिक पॉलिएस्टर या पॉलीइथर को डायआइसोसाइनेट के साथ अभिक्रिया करके कम आणविक भार वाला प्रीपॉलिमर बनाने के लिए संश्लेषित किया जाता है, जिसे फिर श्रृंखला विस्तार अभिक्रिया के अधीन करके उच्च आणविक भार वाला पॉलीमर बनाया जाता है। फिर, उपयुक्त क्रॉसलिंकिंग एजेंट मिलाकर उसे गर्म किया जाता है जिससे वह वल्कनीकृत रबर बन जाता है। इस विधि को प्रीपॉलिमराइजेशन या द्वि-चरणीय विधि कहा जाता है।
एक-चरण विधि का उपयोग करना भी संभव है - रैखिक पॉलिएस्टर या पॉलीइथर को डायसोसाइनेट्स, चेन एक्सटेंडर्स और क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के साथ सीधे मिलाकर प्रतिक्रिया शुरू करना और पॉलीयूरेथेन रबर उत्पन्न करना।
टीपीयू अणुओं में ए-खंड वृहत् आणविक श्रृंखलाओं को घूर्णन में सुगम बनाता है, जिससे पॉलीयूरेथेन रबर को अच्छा लचीलापन प्राप्त होता है, बहुलक का मृदुकरण बिंदु और द्वितीयक संक्रमण बिंदु कम होता है, और इसकी कठोरता एवं यांत्रिक शक्ति कम होती है। बी-खंड वृहत् आणविक श्रृंखलाओं के घूर्णन को बांधता है, जिससे बहुलक का मृदुकरण बिंदु और द्वितीयक संक्रमण बिंदु बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कठोरता और यांत्रिक शक्ति में वृद्धि होती है, और लोच में कमी आती है। ए और बी के बीच मोलर अनुपात को समायोजित करके, विभिन्न यांत्रिक गुणों वाले टीपीयू का उत्पादन किया जा सकता है। टीपीयू की क्रॉस-लिंकिंग संरचना में न केवल प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग, बल्कि अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा निर्मित द्वितीयक क्रॉस-लिंकिंग पर भी विचार किया जाना चाहिए। पॉलीयूरेथेन का प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग बंध हाइड्रॉक्सिल रबर की वल्कनीकरण संरचना से भिन्न होता है। इसका एमिनो एस्टर समूह, बायोरेट समूह, यूरिया फॉर्मेट समूह और अन्य कार्यात्मक समूह एक नियमित और अंतरालित कठोर श्रृंखला खंड में व्यवस्थित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रबर की एक नियमित नेटवर्क संरचना बनती है, जिसमें उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुण होते हैं। दूसरे, पॉलीयूरेथेन रबर में यूरिया या कार्बामेट जैसे कई अत्यधिक संसंजक कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति के कारण, आणविक श्रृंखलाओं के बीच बनने वाले हाइड्रोजन बंधों में उच्च शक्ति होती है, और हाइड्रोजन बंधों द्वारा निर्मित द्वितीयक क्रॉसलिंकिंग बंधों का भी पॉलीयूरेथेन रबर के गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। द्वितीयक क्रॉसलिंकिंग एक ओर पॉलीयूरेथेन रबर को थर्मोसेटिंग इलास्टोमर्स के गुण प्रदान करती है, वहीं दूसरी ओर, यह क्रॉसलिंकिंग वास्तव में क्रॉसलिंक नहीं होती, जिससे यह एक आभासी क्रॉसलिंकिंग बन जाती है। क्रॉसलिंकिंग की स्थिति तापमान पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, यह क्रॉसलिंकिंग धीरे-धीरे कमजोर होकर गायब हो जाती है। बहुलक में एक निश्चित तरलता होती है और इसे थर्मोप्लास्टिक प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है। तापमान कम होने पर, यह क्रॉसलिंकिंग धीरे-धीरे ठीक हो जाती है और फिर से बन जाती है। थोड़ी मात्रा में भराव मिलाने से अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंध बनाने की क्षमता कमजोर हो जाती है, और शक्ति में तीव्र कमी आती है। शोध से पता चला है कि पॉलीयूरेथेन रबर में विभिन्न कार्यात्मक समूहों की स्थिरता का क्रम उच्च से निम्न तक इस प्रकार है: एस्टर, ईथर, यूरिया, कार्बामेट और बायुरेट। पॉलीयूरेथेन रबर की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, पहला चरण बायुरेट और यूरिया के बीच क्रॉस-लिंकिंग बॉन्ड का टूटना है, उसके बाद कार्बामेट और यूरिया बॉन्ड का टूटना, यानी मुख्य श्रृंखला का टूटना होता है।
01 नरम करना
पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स, कई बहुलक पदार्थों की तरह, उच्च तापमान पर नरम हो जाते हैं और प्रत्यास्थ अवस्था से श्यान प्रवाह अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक शक्ति में तेज़ी से कमी आती है। रासायनिक दृष्टिकोण से, प्रत्यास्थता का नरमीकरण तापमान मुख्य रूप से इसकी रासायनिक संरचना, सापेक्ष आणविक भार और क्रॉसलिंकिंग घनत्व जैसे कारकों पर निर्भर करता है।
सामान्यतः, सापेक्ष आणविक भार में वृद्धि, कठोर खंड की कठोरता (जैसे अणु में बेंजीन वलय डालना) और कठोर खंड की मात्रा में वृद्धि, और क्रॉसलिंकिंग घनत्व में वृद्धि, ये सभी मृदुकरण तापमान बढ़ाने के लिए लाभकारी हैं। थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स के लिए, आणविक संरचना मुख्यतः रैखिक होती है, और सापेक्ष आणविक भार बढ़ने पर इलास्टोमर का मृदुकरण तापमान भी बढ़ जाता है।
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स के लिए, क्रॉस-लिंकिंग घनत्व सापेक्ष आणविक भार से अधिक प्रभाव डालता है। इसलिए, इलास्टोमर्स के निर्माण में, आइसोसाइनेट या पॉलीओल्स की कार्यक्षमता बढ़ाकर कुछ प्रत्यास्थ अणुओं में एक ऊष्मीय रूप से स्थिर नेटवर्क रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग संरचना बनाई जा सकती है, या प्रत्यास्थ पिंड में एक स्थिर आइसोसाइनेट क्रॉस-लिंकिंग संरचना बनाने के लिए अत्यधिक आइसोसाइनेट अनुपात का उपयोग करना, इलास्टोमर्स के ताप प्रतिरोध, विलायक प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति को बेहतर बनाने का एक शक्तिशाली साधन है।
जब पीपीडीआई (पी-फेनिलडाइसोसायनेट) को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, तो दो आइसोसाइनेट समूहों के बेंजीन रिंग से सीधे संबंध के कारण, निर्मित कठोर खंड में बेंजीन रिंग की मात्रा अधिक होती है, जो कठोर खंड की कठोरता में सुधार करती है और इस प्रकार इलास्टोमर के ताप प्रतिरोध को बढ़ाती है।
भौतिक दृष्टिकोण से, इलास्टोमर्स का मृदुकरण तापमान सूक्ष्म-चरण पृथक्करण की मात्रा पर निर्भर करता है। रिपोर्टों के अनुसार, जिन इलास्टोमर्स का सूक्ष्म-चरण पृथक्करण नहीं होता है, उनका मृदुकरण तापमान बहुत कम होता है, और प्रसंस्करण तापमान केवल लगभग 70 डिग्री सेल्सियस होता है, जबकि जिन इलास्टोमर्स का सूक्ष्म-चरण पृथक्करण होता है, वे 130-150 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकते हैं। इसलिए, इलास्टोमर्स में सूक्ष्म-चरण पृथक्करण की मात्रा बढ़ाना उनके ताप प्रतिरोध को बेहतर बनाने के प्रभावी तरीकों में से एक है।
श्रृंखला खंडों के सापेक्षिक आणविक भार वितरण और कठोर श्रृंखला खंडों की सामग्री को बदलकर इलास्टोमर्स के सूक्ष्म-अवस्था पृथक्करण की मात्रा में सुधार किया जा सकता है, जिससे उनकी ऊष्मा प्रतिरोधकता बढ़ जाती है। अधिकांश शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि पॉलीयूरेथेन में सूक्ष्म-अवस्था पृथक्करण का कारण नरम और कठोर खंडों के बीच ऊष्मागतिकीय असंगति है। श्रृंखला विस्तारक का प्रकार, कठोर खंड और उसकी सामग्री, नरम खंड का प्रकार, और हाइड्रोजन बंधन, सभी का इस पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
डायोल श्रृंखला विस्तारकों की तुलना में, डायमाइन श्रृंखला विस्तारक जैसे MOCA (3,3-डाइक्लोरो-4,4-डायमिनोडाइफेनिलमीथेन) और DCB (3,3-डाइक्लोरो-बाइफेनिलएडेनामाइन) इलास्टोमर्स में अधिक ध्रुवीय अमीनो एस्टर समूह बनाते हैं, और कठोर खंडों के बीच अधिक हाइड्रोजन बांड बन सकते हैं, जिससे कठोर खंडों के बीच संपर्क बढ़ता है और इलास्टोमर्स में माइक्रोफेज पृथक्करण की डिग्री में सुधार होता है; सममित सुगंधित श्रृंखला विस्तारक जैसे p, p-डाइहाइड्रोक्विनोन और हाइड्रोक्विनोन कठोर खंडों के सामान्यीकरण और तंग पैकिंग के लिए फायदेमंद होते हैं, जिससे उत्पादों के माइक्रोफेज पृथक्करण में सुधार होता है।
एलिफैटिक आइसोसाइनेट्स द्वारा निर्मित अमीनो एस्टर खंडों की कोमल खंडों के साथ अच्छी संगतता होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक कठोर खंड कोमल खंडों में घुल जाते हैं, जिससे सूक्ष्म-अवस्था पृथक्करण की मात्रा कम हो जाती है। एरोमैटिक आइसोसाइनेट्स द्वारा निर्मित अमीनो एस्टर खंडों की कोमल खंडों के साथ कम संगतता होती है, जबकि सूक्ष्म-अवस्था पृथक्करण की मात्रा अधिक होती है। पॉलीओलेफ़िन पॉलीयूरेथेन में लगभग पूर्ण सूक्ष्म-अवस्था पृथक्करण संरचना होती है क्योंकि कोमल खंड हाइड्रोजन बंध नहीं बनाता है और हाइड्रोजन बंध केवल कठोर खंड में ही बन सकते हैं।
इलास्टोमर्स के मृदुकरण बिंदु पर हाइड्रोजन बॉन्डिंग का प्रभाव भी महत्वपूर्ण है। हालाँकि मृदु खंड में पॉलीइथर और कार्बोनिल, कठोर खंड में NH के साथ बड़ी संख्या में हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं, लेकिन इससे इलास्टोमर्स का मृदुकरण तापमान भी बढ़ जाता है। यह पुष्टि की गई है कि 200 डिग्री सेल्सियस पर हाइड्रोजन बॉन्ड अभी भी 40% तक बने रहते हैं।
02 तापीय अपघटन
उच्च तापमान पर अमीनो एस्टर समूह निम्नलिखित अपघटन से गुजरते हैं:
- आरएनएचसीओओआर – आरएनसी0 एचओ-आर
- RNHCOOR – RNH2 CO2 एन
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
पॉलीयूरेथेन आधारित सामग्रियों के तापीय अपघटन के तीन मुख्य रूप हैं:
① मूल आइसोसाइनेट और पॉलीओल बनाना;
② α— CH2 क्षार पर ऑक्सीजन बंध टूट जाता है और दूसरे CH2 पर एक हाइड्रोजन बंध के साथ मिलकर अमीनो अम्ल और एल्कीन बनाता है। अमीनो अम्ल एक प्राथमिक अमीन और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं:
③ 1 द्वितीयक अमीन और कार्बन डाइऑक्साइड बनाएं।
कार्बामेट संरचना का ऊष्मीय अपघटन:
एरिल NHCO एरिल,~120 ℃;
एन-एल्काइल-एनएचसीओ-एरिल,~180 ℃;
एरिल एनएचसीओ एन-एल्काइल,~200 ℃;
एन-एल्काइल-एनएचसीओ-एन-एल्काइल,~250 ℃.
अमीनो एसिड एस्टर की तापीय स्थिरता आइसोसाइनेट और पॉलीओल जैसे प्रारंभिक पदार्थों के प्रकार से संबंधित है। एलिफैटिक आइसोसाइनेट एरोमैटिक आइसोसाइनेट से अधिक होते हैं, जबकि फैटी अल्कोहल एरोमैटिक अल्कोहल से अधिक होते हैं। हालाँकि, साहित्य में बताया गया है कि एलिफैटिक अमीनो एसिड एस्टर का तापीय अपघटन तापमान 160-180 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, और एरोमैटिक अमीनो एसिड एस्टर का 180-200 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, जो उपरोक्त आंकड़ों के साथ असंगत है। इसका कारण परीक्षण विधि से संबंधित हो सकता है।
वास्तव में, एलिफैटिक CHDI (1,4-साइक्लोहेक्सेन डायआइसोसाइनेट) और HDI (हेक्सामेथिलीन डायआइसोसाइनेट) में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले एरोमैटिक MDI और TDI की तुलना में बेहतर ऊष्मा प्रतिरोध होता है। विशेष रूप से सममित संरचना वाले ट्रांस CHDI को सबसे अधिक ऊष्मा-प्रतिरोधी आइसोसाइनेट माना गया है। इससे तैयार पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स में अच्छी प्रसंस्करण क्षमता, उत्कृष्ट जल-अपघटन प्रतिरोध, उच्च मृदुकरण तापमान, निम्न काँच संक्रमण तापमान, निम्न तापीय हिस्टैरिसीस और उच्च UV प्रतिरोध होता है।
अमीनो एस्टर समूह के अलावा, पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स में अन्य कार्यात्मक समूह भी होते हैं जैसे यूरिया फॉर्मेट, बायुरेट, यूरिया, आदि। ये समूह उच्च तापमान पर थर्मल अपघटन से गुजर सकते हैं:
NHCONCOO – (एलिफैटिक यूरिया फॉर्मेट), 85-105 ℃;
- NHCONCOO – (सुगंधित यूरिया फॉर्मेट), 1-120 ℃ के तापमान रेंज पर;
- NHCONCONH – (एलिफैटिक बाइयूरेट), 10 ° सेल्सियस से 110 ° सेल्सियस तक के तापमान पर;
एनएचकॉनकॉन – (सुगंधित बाइयूरेट), 115-125 ℃;
NHCONH – (एलिफैटिक यूरिया), 140-180 ℃;
- NHCONH – (सुगंधित यूरिया), 160-200 ℃;
आइसोसायन्यूरेट रिंग>270 ℃.
बाइयूरेट और यूरिया आधारित फॉर्मेट का तापीय अपघटन तापमान एमिनोफॉर्मेट और यूरिया की तुलना में बहुत कम होता है, जबकि आइसोसायन्यूरेट में सबसे अच्छी तापीय स्थिरता होती है। इलास्टोमर्स के उत्पादन में, अत्यधिक आइसोसाइनेट्स, बनने वाले एमिनोफॉर्मेट और यूरिया के साथ आगे प्रतिक्रिया करके यूरिया आधारित फॉर्मेट और बाइयूरेट क्रॉस-लिंक्ड संरचनाएँ बना सकते हैं। हालाँकि ये इलास्टोमर्स के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकते हैं, लेकिन ये ऊष्मा के प्रति अत्यधिक अस्थिर होते हैं।
इलास्टोमर्स में बाय्यूरेट और यूरिया फॉर्मेट जैसे तापीय अस्थिर समूहों को कम करने के लिए, उनके कच्चे माल के अनुपात और उत्पादन प्रक्रिया पर विचार करना आवश्यक है। अत्यधिक आइसोसाइनेट अनुपात का उपयोग किया जाना चाहिए, और यथासंभव अन्य विधियों का उपयोग करके पहले कच्चे माल (मुख्यतः आइसोसाइनेट, पॉलीओल और श्रृंखला विस्तारक) में आंशिक आइसोसाइनेट वलय बनाएँ, और फिर उन्हें सामान्य प्रक्रियाओं के अनुसार इलास्टोमर में प्रविष्ट कराएँ। यह ऊष्मा-प्रतिरोधी और ज्वाला-प्रतिरोधी पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स के उत्पादन के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि बन गई है।
03 हाइड्रोलिसिस और थर्मल ऑक्सीकरण
पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स अपने कठोर खंडों में ऊष्मीय अपघटन और उच्च तापमान पर अपने कोमल खंडों में तदनुरूपी रासायनिक परिवर्तनों के लिए प्रवण होते हैं। पॉलिएस्टर इलास्टोमर्स में जल प्रतिरोध कम होता है और उच्च तापमान पर जल-अपघटन की प्रवृत्ति अधिक होती है। पॉलिएस्टर/टीडीआई/डायमाइन का सेवा जीवन 50 डिग्री सेल्सियस पर 4-5 महीने, 70 डिग्री सेल्सियस पर केवल दो सप्ताह और 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर केवल कुछ दिन ही रह सकता है। गर्म पानी और भाप के संपर्क में आने पर एस्टर बंध तदनुरूपी अम्लों और ऐल्कोहॉलों में विघटित हो सकते हैं, और इलास्टोमर्स में यूरिया और अमीनो एस्टर समूह भी जल-अपघटन अभिक्रियाओं से गुजर सकते हैं:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
एस्टर अल्कोहल
एक RNHCONHR एक H20- → RXHCOOH H2NR -
यूरियामाइड
एक RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
अमीनो फॉर्मेट एस्टर अमीनो फॉर्मेट अल्कोहल
पॉलीईथर आधारित इलास्टोमर्स में तापीय ऑक्सीकरण स्थिरता कमज़ोर होती है, जबकि ईथर आधारित इलास्टोमर्स में α-कार्बन परमाणु पर हाइड्रोजन आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, जिससे हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनता है। आगे अपघटन और विदलन के बाद, यह ऑक्साइड रेडिकल और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न करता है, जो अंततः फॉर्मेट या एल्डिहाइड में विघटित हो जाते हैं।
विभिन्न पॉलिएस्टर का इलास्टोमर्स के ताप प्रतिरोध पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, जबकि विभिन्न पॉलीइथर का एक निश्चित प्रभाव होता है। TDI-MOCA-PTMEG की तुलना में, 121°C पर 7 दिनों तक वृद्ध होने पर TDI-MOCA-PTMEG की तन्य शक्ति अवधारण दर क्रमशः 44% और 60% है, जिसमें बाद वाला पूर्व की तुलना में काफी बेहतर है। इसका कारण यह हो सकता है कि PPG अणुओं में शाखित श्रृंखलाएँ होती हैं, जो लोचदार अणुओं की नियमित व्यवस्था के अनुकूल नहीं होती हैं और लोचदार पिंड के ताप प्रतिरोध को कम करती हैं। पॉलीइथर का तापीय स्थिरता क्रम है: PTMEG>PEG>PPG।
पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स में यूरिया और कार्बामेट जैसे अन्य कार्यात्मक समूह भी ऑक्सीकरण और जल-अपघटन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं। हालाँकि, ईथर समूह सबसे आसानी से ऑक्सीकृत होता है, जबकि एस्टर समूह सबसे आसानी से जल-अपघटित होता है। उनके प्रतिऑक्सीकारक और जल-अपघटन प्रतिरोध का क्रम इस प्रकार है:
एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि: एस्टर>यूरिया>कार्बामेट>ईथर;
हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध: एस्टर
पॉलीइथर पॉलीयूरेथेन के ऑक्सीकरण प्रतिरोध और पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन के हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए, पीटीएमईजी पॉलीइथर इलास्टोमर में 1% फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट इरगानॉक्स1010 मिलाने जैसे एडिटिव्स भी मिलाए जाते हैं। इस इलास्टोमर की तन्य शक्ति बिना एंटीऑक्सीडेंट के मुकाबले 3-5 गुना बढ़ सकती है (1500°C पर 168 घंटे तक उम्र बढ़ने के बाद परीक्षण के परिणाम)। लेकिन हर एंटीऑक्सीडेंट का पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर पर असर नहीं होता, केवल फेनोलिक 1आरगानॉक्स1010 और टोपैनओएल051 (फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट, बाधायुक्त अमीन प्रकाश स्टेबलाइजर, बेंज़ोट्रियाज़ोल कॉम्प्लेक्स) का ही महत्वपूर्ण प्रभाव होता है, और पहला सबसे अच्छा है, संभवतः इसलिए क्योंकि फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट की इलास्टोमर के साथ अच्छी संगतता होती है। हालाँकि, फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट के स्थिरीकरण तंत्र में फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूहों की महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, सिस्टम में आइसोसाइनेट समूहों के साथ इस फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह की प्रतिक्रिया और "विफलता" से बचने के लिए, आइसोसाइनेट और पॉलीओल्स का अनुपात बहुत अधिक नहीं होना चाहिए, और एंटीऑक्सीडेंट को प्रीपॉलिमर और चेन एक्सटेंडर में अवश्य मिलाया जाना चाहिए। यदि प्रीपॉलिमर के उत्पादन के दौरान इन्हें मिलाया जाता है, तो यह स्थिरीकरण प्रभाव को बहुत प्रभावित करेगा।
पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स के हाइड्रोलिसिस को रोकने के लिए उपयोग किए जाने वाले योजक मुख्य रूप से कार्बोडाईमाइड यौगिक होते हैं, जो पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर अणुओं में एस्टर हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न कार्बोक्जिलिक अम्लों के साथ अभिक्रिया करके एसाइल यूरिया व्युत्पन्न बनाते हैं, जिससे आगे हाइड्रोलिसिस को रोका जा सकता है। 2% से 5% द्रव्यमान अंश पर कार्बोडाईमाइड मिलाने से पॉलीयूरेथेन की जल स्थिरता 2-4 गुना बढ़ सकती है। इसके अलावा, टर्ट ब्यूटाइल कैटेचोल, हेक्सामेथिलनेटेट्रामाइन, एज़ोडाईकार्बोनामाइड आदि में भी कुछ हाइड्रोलिसिस-रोधी प्रभाव होते हैं।
04 मुख्य प्रदर्शन विशेषताएँ
पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स विशिष्ट बहु-ब्लॉक सहबहुलक होते हैं, जिनकी आणविक श्रृंखलाएँ लचीले खंडों से बनी होती हैं जिनका काँच संक्रमण तापमान कमरे के तापमान से कम होता है और दृढ़ खंडों से बनी होती हैं जिनका काँच संक्रमण तापमान कमरे के तापमान से अधिक होता है। इनमें से, ओलिगोमेरिक पॉलीओल लचीले खंड बनाते हैं, जबकि डायआइसोसाइनेट और छोटे अणु श्रृंखला विस्तारक कठोर खंड बनाते हैं। लचीले और दृढ़ श्रृंखला खंडों की अंतर्निहित संरचना उनके अद्वितीय प्रदर्शन को निर्धारित करती है:
(1) साधारण रबर की कठोरता सीमा आमतौर पर शाओर A20-A90 के बीच होती है, जबकि प्लास्टिक की कठोरता सीमा लगभग शाओर A95-D100 होती है। पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स, बिना किसी फिलर सहायता के, शाओर A10 से लेकर शाओर D85 तक की कठोरता तक पहुँच सकते हैं;
(2) कठोरता की एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर उच्च शक्ति और लोच को अभी भी बनाए रखा जा सकता है;
(3) उत्कृष्ट पहनने का प्रतिरोध, प्राकृतिक रबर की तुलना में 2-10 गुना;
(4) पानी, तेल और रसायनों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध;
(5) उच्च प्रभाव प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध, और कंपन प्रतिरोध, उच्च आवृत्ति झुकने अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त;
(6) अच्छा कम तापमान प्रतिरोध, -30 ℃ या -70 ℃ से नीचे कम तापमान भंगुरता के साथ;
(7) इसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन है, और इसकी कम तापीय चालकता के कारण, इसमें रबर और प्लास्टिक की तुलना में बेहतर इन्सुलेशन प्रभाव है;
(8) अच्छी जैव-संगतता और थक्कारोधी गुण;
(9) उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, मोल्ड प्रतिरोध, और यूवी स्थिरता।
पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स को साधारण रबर की तरह ही प्लास्टिकीकरण, मिश्रण और वल्कनीकरण जैसी प्रक्रियाओं से बनाया जा सकता है। इन्हें तरल रबर के रूप में भी ढाला जा सकता है, जैसे कि डालना, अपकेन्द्री ढलाई या छिड़काव। इन्हें दानेदार पदार्थों में भी बदला जा सकता है और इंजेक्शन, एक्सट्रूज़न, रोलिंग, ब्लो मोल्डिंग और अन्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके आकार दिया जा सकता है। इस तरह, यह न केवल कार्य कुशलता में सुधार करता है, बल्कि उत्पाद की आयामी सटीकता और रूप-रंग में भी सुधार करता है।