पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स की तापीय स्थिरता और सुधार के उपाय

कहा गयाpolyurethaneपॉलीयूरेथेन का संक्षिप्त रूप है, जो पॉलीआइसोसाइनेट और पॉलीओल की प्रतिक्रिया से बनता है और इसकी आणविक श्रृंखला में कई बार दोहराए जाने वाले अमीनो एस्टर समूह (-NH-CO-O-) होते हैं। वास्तविक रूप से संश्लेषित पॉलीयूरेथेन रेजिन में, अमीनो एस्टर समूह के अलावा, यूरिया और बायुरेट जैसे समूह भी होते हैं। पॉलीओल लंबी श्रृंखला वाले अणु होते हैं जिनके अंत में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जिन्हें "नरम श्रृंखला खंड" कहा जाता है, जबकि पॉलीआइसोसाइनेट को "कठोर श्रृंखला खंड" कहा जाता है।
नरम और कठोर श्रृंखला खंडों से निर्मित पॉलीयुरेथेन रेजिन में से केवल एक छोटा प्रतिशत ही अमीनो एसिड एस्टर होते हैं, इसलिए इन्हें पॉलीयुरेथेन कहना उचित नहीं होगा। व्यापक अर्थ में, पॉलीयुरेथेन एक आइसोसाइनेट योजक है।
विभिन्न प्रकार के आइसोसाइनेट, पॉलीहाइड्रॉक्सी यौगिकों के साथ अभिक्रिया करके पॉलीयुरेथेन की विभिन्न संरचनाएँ उत्पन्न करते हैं, जिससे विभिन्न गुणों वाले बहुलक पदार्थ प्राप्त होते हैं, जैसे प्लास्टिक, रबर, कोटिंग, फाइबर, चिपकने वाले पदार्थ आदि। पॉलीयुरेथेन रबर
पॉलीयुरेथेन रबर एक विशेष प्रकार का रबर है, जो पॉलीईथर या पॉलिएस्टर को आइसोसाइनेट के साथ अभिक्रिया कराकर बनाया जाता है। कच्चे माल, अभिक्रिया की स्थितियों और क्रॉसलिंकिंग विधियों में भिन्नता के कारण इसकी कई किस्में पाई जाती हैं। रासायनिक संरचना के आधार पर, पॉलिएस्टर और पॉलीईथर प्रकार होते हैं, और प्रसंस्करण विधि के आधार पर, तीन प्रकार होते हैं: मिश्रण प्रकार, ढलाई प्रकार और थर्मोप्लास्टिक प्रकार।
सिंथेटिक पॉलीयुरेथेन रबर का संश्लेषण आमतौर पर लीनियर पॉलिएस्टर या पॉलीईथर को डाइआइसोसाइनेट के साथ अभिक्रिया कराकर किया जाता है, जिससे कम आणविक भार वाला प्रीपॉलिमर बनता है। फिर, इसकी श्रृंखला विस्तार अभिक्रिया कराई जाती है जिससे उच्च आणविक भार वाला पॉलीमर बनता है। इसके बाद, उपयुक्त क्रॉसलिंकिंग एजेंट मिलाए जाते हैं और इसे गर्म करके उपचारित किया जाता है, जिससे वल्कनीकृत रबर तैयार हो जाता है। इस विधि को प्रीपॉलिमराइजेशन या दो-चरणीय विधि कहा जाता है।
एक चरण वाली विधि का उपयोग करना भी संभव है - रैखिक पॉलिएस्टर या पॉलीथर को डाइआइसोसाइनेट, चेन एक्सटेंडर और क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के साथ सीधे मिलाकर एक प्रतिक्रिया शुरू करना और पॉलीयुरेथेन रबर उत्पन्न करना।
टीपीयू अणुओं में मौजूद ए-खंड वृहद आणविक श्रृंखलाओं को आसानी से घूमने योग्य बनाता है, जिससे पॉलीयुरेथेन रबर में अच्छी लोच उत्पन्न होती है, बहुलक का मृदुकरण बिंदु और द्वितीयक संक्रमण बिंदु कम हो जाता है, और इसकी कठोरता और यांत्रिक शक्ति कम हो जाती है। बी-खंड वृहद 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 कम हो जाती 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 को भी ध्यान में रखना आवश्यक है। पॉलीयुरेथेन का प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग बंध हाइड्रॉक्सिल रबर की वल्कनीकरण संरचना से भिन्न होता है। इसके अमीनो एस्टर समूह, बायुरेट समूह, यूरिया फॉर्मेट समूह और अन्य कार्यात्मक समूह एक नियमित और समान दूरी वाले 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, पॉलीयुरेथेन रबर में यूरिया या कार्बामेट जैसे कई अत्यधिक संसंयोजी कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति के कारण, आणविक श्रृंखलाओं के बीच बनने वाले हाइड्रोजन बंधों की शक्ति अधिक होती है, और हाइड्रोजन बंधों द्वारा निर्मित द्वितीयक क्रॉसलिंकिंग बंध भी पॉलीयुरेथेन रबर के गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। द्वितीयक क्रॉसलिंकिंग एक ओर तो पॉलीयुरेथेन रबर को थर्मोसेटिंग इलास्टोमर के गुण प्रदान करती है, वहीं दूसरी ओर, यह क्रॉसलिंकिंग वास्तव में क्रॉसलिंकिंग नहीं होती, जिससे यह एक आभासी क्रॉसलिंकिंग बन जाती है। क्रॉसलिंकिंग की स्थिति तापमान पर निर्भर करती है। तापमान बढ़ने पर, यह क्रॉसलिंकिंग धीरे-धीरे कमजोर होकर लुप्त हो जाती है। बहुलक में एक निश्चित तरलता होती है और इसे थर्मोप्लास्टिक प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है। तापमान घटने पर, यह क्रॉसलिंकिंग धीरे-धीरे पुनः प्राप्त होकर 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 तेजी से कमी आती है। शोध से पता चला है कि पॉलीयुरेथेन रबर में विभिन्न कार्यात्मक समूहों की स्थिरता का क्रम उच्च से निम्न की ओर इस प्रकार है: एस्टर, ईथर, यूरिया, कार्बामेट और बायुरेट। पॉलीयुरेथेन रबर की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, पहला चरण बायुरेट और यूरिया के बीच क्रॉस-लिंकिंग बंधों का टूटना है, जिसके बाद कार्बामेट और यूरिया बंधों का टूटना होता है, अर्थात् मुख्य श्रृंखला का टूटना।
01 नरम करना
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स, कई अन्य पॉलीमर पदार्थों की तरह, उच्च तापमान पर नरम हो जाते हैं और लोचदार अवस्था से चिपचिपी प्रवाह अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक शक्ति में तेजी से कमी आती है। रासायनिक दृष्टि से, लोच का नरम होना तापमान मुख्य रूप से इसकी रासायनिक संरचना, सापेक्ष आणविक भार और क्रॉसलिंकिंग घनत्व जैसे कारकों पर निर्भर करता है।
सामान्यतः, सापेक्ष आणविक भार बढ़ाना, कठोर खंड की कठोरता बढ़ाना (जैसे कि अणु में बेंजीन वलय जोड़ना) और कठोर खंड की मात्रा बढ़ाना, तथा क्रॉसलिंकिंग घनत्व बढ़ाना, ये सभी कारक मृदुकरण तापमान बढ़ाने के लिए लाभकारी होते हैं। थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स के लिए, आणविक संरचना मुख्यतः रेखीय होती है, और सापेक्ष आणविक भार बढ़ने पर इलास्टोमर का मृदुकरण तापमान भी बढ़ता है।
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के लिए, क्रॉसलिंकिंग घनत्व का प्रभाव सापेक्ष आणविक भार से अधिक होता है। इसलिए, इलास्टोमर्स के निर्माण के दौरान, आइसोसाइनेट या पॉलीओल्स की कार्यक्षमता बढ़ाने से कुछ लोचदार अणुओं में ऊष्मीय रूप से स्थिर नेटवर्क रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग संरचना बन सकती है, या लोचदार संरचना में स्थिर आइसोसाइनेट क्रॉस-लिंकिंग संरचना बनाने के लिए आइसोसाइनेट के अत्यधिक अनुपात का उपयोग करना, इलास्टोमर की ऊष्मा प्रतिरोधकता, विलायक प्रतिरोधकता और यांत्रिक शक्ति को बेहतर बनाने का एक प्रभावी तरीका है।
जब पीपीडीआई (पी-फेनिलडाइसोसाइनेट) को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, तो बेंजीन रिंग से दो आइसोसाइनेट समूहों के सीधे जुड़ाव के कारण, गठित 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 दृष्टि से, इलास्टोमर्स का नरम होना सूक्ष्म चरण पृथक्करण की मात्रा पर निर्भर करता है। रिपोर्टों के अनुसार, सूक्ष्म चरण पृथक्करण से अप्रभावित इलास्टोमर्स का नरम होना बहुत कम होता है, यहाँ तक कि प्रसंस्करण तापमान लगभग 70 ℃ तक ही होता है, जबकि सूक्ष्म चरण पृथक्करण से प्रभावित इलास्टोमर्स का नरम होना 130-150 ℃ तक पहुँच सकता है। इसलिए, इलास्टोमर्स में सूक्ष्म चरण पृथक्करण की मात्रा बढ़ाना उनकी ऊष्मा प्रतिरोधकता को बेहतर बनाने के प्रभावी तरीकों में से एक है।
श्रृंखला खंडों के सापेक्ष आणविक भार वितरण और कठोर श्रृंखला खंडों की मात्रा को बदलकर इलास्टोमर्स के सूक्ष्म चरण पृथक्करण की डिग्री को बेहतर बनाया जा सकता है, जिससे उनकी ऊष्मा प्रतिरोधकता में वृद्धि होती है। अधिकांश शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि पॉलीयुरेथेन में सूक्ष्म चरण पृथक्करण का कारण नरम और कठोर खंडों के बीच ऊष्मागतिक असंगति है। श्रृंखला विस्तारक का प्रकार, कठोर खंड और उसकी मात्रा, नरम खंड का प्रकार और हाइड्रोजन बंधन, ये सभी इस पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।
डायोल चेन एक्सटेंडर्स की तुलना में, डायमाइन चेन एक्सटेंडर्स जैसे कि MOCA (3,3-डाइक्लोरो-4,4-डायमिनोडिफेनिलमीथेन) और DCB (3,3-डाइक्लोरो-बाइफेनिलडायमाइन) इलास्टोमर्स में अधिक ध्रुवीय अमीनो एस्टर समूह बनाते हैं, और कठोर खंडों के बीच अधिक हाइड्रोजन बॉन्ड बन सकते हैं, जिससे कठोर खंडों के बीच परस्पर क्रिया बढ़ती है और इलास्टोमर्स में माइक्रोफेज पृथक्करण की डिग्री में सुधार होता है; सममित एरोमैटिक चेन एक्सटेंडर्स जैसे कि p, p-डाइहाइड्रोक्विनोन और हाइड्रोक्विनोन कठोर खंडों के मानकीकरण और सघन पैकिंग के लिए लाभकारी होते हैं, जिससे उत्पादों के माइक्रोफेज पृथक्करण में सुधार होता है।
एलिफैटिक आइसोसाइनेट द्वारा निर्मित अमीनो एस्टर खंडों की नरम खंडों के साथ अच्छी अनुकूलता होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक कठोर खंड नरम खंडों में घुल जाते हैं और सूक्ष्म चरण पृथक्करण की मात्रा कम हो जाती है। एरोमैटिक आइसोसाइनेट द्वारा निर्मित अमीनो एस्टर खंडों की नरम खंडों के साथ अनुकूलता कम होती है, जबकि सूक्ष्म चरण पृथक्करण की मात्रा अधिक होती है। पॉलीओलेफिन पॉलीयुरेथेन में लगभग पूर्ण सूक्ष्म चरण पृथक्करण संरचना होती है क्योंकि नरम खंड हाइड्रोजन बंध नहीं बनाते हैं और हाइड्रोजन बंध केवल कठोर खंड में ही बन सकते हैं।
इलास्टोमर्स के मृदुकरण बिंदु पर हाइड्रोजन बॉन्डिंग का प्रभाव भी महत्वपूर्ण है। यद्यपि मृदु खंड में पॉलीईथर 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 ℃ पर भी हाइड्रोजन बॉन्ड 40% तक बरकरार रहते हैं।
02 तापीय अपघटन
उच्च तापमान पर अमीनो एस्टर समूहों का निम्न प्रकार से अपघटन होता है:
- RNHCOOR – RNC0 HO-R
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
पॉलीयुरेथेन आधारित सामग्रियों के ऊष्मीय अपघटन के तीन मुख्य रूप हैं:
① मूल आइसोसाइनेट और पॉलीओल का निर्माण;
② α— CH2 बेस पर ऑक्सीजन बॉन्ड टूट जाता है और दूसरे CH2 पर मौजूद एक हाइड्रोजन बॉन्ड के साथ मिलकर अमीनो एसिड और एल्कीन बनाता है। अमीनो एसिड एक प्राथमिक एमीन और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं:
③ फॉर्म 1 सेकेंडरी एमीन और कार्बन डाइऑक्साइड।
कार्बामेट संरचना का ऊष्मीय अपघटन:
एरील एनएचसीओ एरील, ~120 ℃;
एन-एल्किल-एनएचसीओ-एरिल, ~180 ℃;
एरील एनएचसीओ एन-एल्किल, ~200 ℃;
एन-एल्किल-एनएचसीओ-एन-एल्किल, ~250 ℃.
अमीनो अम्ल एस्टर की ऊष्मीय स्थिरता, आइसोसाइनेट और पॉलीओल जैसे प्रारंभिक पदार्थों के प्रकार से संबंधित होती है। एलिफैटिक आइसोसाइनेट की ऊष्मीय स्थिरता एरोमैटिक आइसोसाइनेट से अधिक होती है, जबकि वसायुक्त अल्कोहल की ऊष्मीय स्थिरता एरोमैटिक अल्कोहल से अधिक होती है। हालांकि, साहित्य में एलिफैटिक अमीनो अम्ल एस्टर के ऊष्मीय अपघटन तापमान को 160-180 ℃ के बीच और एरोमैटिक अमीनो अम्ल एस्टर के ऊष्मीय अपघटन तापमान को 180-200 ℃ के बीच बताया गया है, जो उपरोक्त आंकड़ों से मेल नहीं खाता। इसका कारण परीक्षण विधि से संबंधित हो सकता है।
वास्तव में, एलिफैटिक CHDI (1,4-साइक्लोहेक्सेन डाइआइसोसाइनेट) और HDI (हेक्सामेथिलीन डाइआइसोसाइनेट) में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले एरोमैटिक MDI और TDI की तुलना में बेहतर ऊष्मा प्रतिरोधकता होती है। विशेष रूप से सममित संरचना वाले ट्रांस CHDI को सबसे अधिक ऊष्मा प्रतिरोधी आइसोसाइनेट के रूप में मान्यता प्राप्त है। इससे तैयार किए गए पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में अच्छी प्रोसेसिबिलिटी, उत्कृष्ट हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, उच्च मृदुता तापमान, निम्न ग्लास ट्रांजिशन तापमान, निम्न थर्मल हिस्टैरेसिस और उच्च यूवी प्रतिरोध होता है।
एमिनो एस्टर समूह के अलावा, पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में यूरिया फॉर्मेट, बायुरेट, यूरिया आदि जैसे अन्य कार्यात्मक समूह भी होते हैं। ये समूह उच्च तापमान पर ऊष्मीय अपघटन से गुजर सकते हैं।
एनएचकॉन सीओओ – (एलिफैटिक यूरिया फॉर्मेट), 85-105 ℃;
- एनएचकॉन सीओओ – (सुगंधित यूरिया फॉर्मेट), 1-120 ℃ के तापमान सीमा पर;
- एनएचकॉनकॉनएच – (एलिफैटिक बायुरेट), 10 डिग्री सेल्सियस से 110 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर;
एनएचकॉनकॉनएच – (सुगंधित बायुरेट), 115-125 ℃;
एनएचकॉनएच – (एलिफैटिक यूरिया), 140-180 ℃;
- एनएचकॉनएच – (सुगंधित यूरिया), 160-200 ℃;
आइसोसायन्यूरेट रिंग >270 ℃.
बायुरेट और यूरिया आधारित फॉर्मेट का ऊष्मीय अपघटन तापमान एमिनोफॉर्मेट और यूरिया की तुलना में काफी कम होता है, जबकि आइसोसायनेट की ऊष्मीय स्थिरता सर्वोत्तम होती है। इलास्टोमर्स के उत्पादन में, अतिरिक्त आइसोसायनेट, निर्मित एमिनोफॉर्मेट और यूरिया के साथ अभिक्रिया करके यूरिया आधारित फॉर्मेट और बायुरेट क्रॉस-लिंक्ड संरचनाएं बना सकते हैं। हालांकि ये इलास्टोमर्स के यांत्रिक गुणों को बेहतर बना सकते हैं, लेकिन ये ऊष्मा के प्रति अत्यंत अस्थिर होते हैं।
इलास्टोमर्स में बायुरेट और यूरिया फॉर्मेट जैसे ऊष्मीय रूप से 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 अन्य विधियों का यथासंभव उपयोग करके पहले कच्चे माल (मुख्य रूप से आइसोसाइनेट, पॉलीओल और चेन एक्सटेंडर) में आंशिक आइसोसाइनेट रिंग का निर्माण किया जाना चाहिए, और फिर उन्हें सामान्य प्रक्रियाओं के अनुसार इलास्टोमर में शामिल किया जाना चाहिए। यह ऊष्मा-प्रतिरोधी और ज्वाला-प्रतिरोधी पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के उत्पादन की सबसे अधिक प्रचलित विधि बन गई है।
03 जल अपघटन और तापीय ऑक्सीकरण
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स उच्च तापमान पर अपने कठोर खंडों में ऊष्मीय अपघटन और अपने नरम खंडों में संबंधित रासायनिक परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील होते हैं। पॉलिएस्टर इलास्टोमर्स में जल प्रतिरोध कम होता है और उच्च तापमान पर उनमें जल अपघटन की प्रवृत्ति अधिक तीव्र होती है। पॉलिएस्टर/टीडीआई/डायमाइन का सेवा जीवन 50 ℃ पर 4-5 महीने, 70 ℃ पर केवल दो सप्ताह और 100 ℃ से ऊपर केवल कुछ दिनों तक ही सीमित रहता है। एस्टर बंध गर्म पानी और भाप के संपर्क में आने पर संबंधित अम्लों और अल्कोहलों में विघटित हो सकते हैं, और इलास्टोमर्स में यूरिया और अमीनो एस्टर समूह भी जल अपघटन प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं।
RCOOR H20- → RCOOH HOR
एस्टर अल्कोहल
एक RNHCONHR एक H2O- → RXHCOOH H2NR -
यूरेमाइड
एक RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
अमीनो फॉर्मेट एस्टर अमीनो फॉर्मेट अल्कोहल
पॉलीईथर आधारित इलास्टोमर्स की ऊष्मीय ऑक्सीकरण स्थिरता कम होती है, और ईथर आधारित इलास्टोमर्स में कार्बन परमाणु पर मौजूद α-हाइड्रोजन आसानी से ऑक्सीकृत होकर हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाता है। आगे अपघटन और विखंडन के बाद, यह ऑक्साइड रेडिकल्स और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स उत्पन्न करता है, जो अंततः फॉर्मेट या एल्डिहाइड में विघटित हो जाते हैं।
विभिन्न पॉलिएस्टर का इलास्टोमर्स की ताप प्रतिरोधकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, जबकि विभिन्न पॉलीईथर का कुछ प्रभाव होता है। TDI-MOCA-PTMEG की तुलना में, 121 ℃ पर 7 दिनों तक रखने पर TDI-MOCA-PTMEG की तन्यता शक्ति प्रतिधारण दर क्रमशः 44% और 60% है, जो कि TDI-MOCA-PTMEG से काफी बेहतर है। इसका कारण यह हो सकता है कि PPG अणुओं की शाखित श्रृंखलाएँ होती हैं, जो लोचदार अणुओं की नियमित व्यवस्था के लिए अनुकूल नहीं होती हैं और लोचदार पदार्थ की ताप प्रतिरोधकता को कम करती हैं। पॉलीईथर की तापीय स्थिरता का क्रम PTMEG > PEG > PPG है।
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में अन्य कार्यात्मक समूह, जैसे यूरिया और कार्बामेट, भी ऑक्सीकरण और जल अपघटन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। हालांकि, ईथर समूह सबसे आसानी से ऑक्सीकृत होता है, जबकि एस्टर समूह सबसे आसानी से जल अपघटित होता है। उनकी एंटीऑक्सीडेंट और जल अपघटन प्रतिरोध क्षमता का क्रम इस प्रकार है:
एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि: एस्टर > यूरिया > कार्बामेट > ईथर;
जल अपघटन प्रतिरोध: एस्टर
पॉलीईथर पॉलीयुरेथेन की ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता और पॉलिएस्टर पॉलीयुरेथेन की जल अपघटन प्रतिरोधकता को बेहतर बनाने के लिए, पीटीएमईजी पॉलीईथर इलास्टोमर में 1% फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट इरगानॉक्स 1010 जैसे योजक भी मिलाए जाते हैं। एंटीऑक्सीडेंट के बिना की तुलना में इस इलास्टोमर की तन्यता शक्ति 3-5 गुना तक बढ़ सकती है (150°C पर 168 घंटे तक रखने के बाद के परीक्षण परिणाम)। लेकिन हर एंटीऑक्सीडेंट का पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर पर प्रभाव नहीं होता है, केवल फेनोलिक इरगानॉक्स 1010 और टोपानोल 051 (फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट, अवरोधक एमीन लाइट स्टेबलाइजर, बेंजोट्रियाज़ोल कॉम्प्लेक्स) का ही महत्वपूर्ण प्रभाव होता है, और इरगानॉक्स 1010 सबसे अच्छा है, संभवतः इसलिए क्योंकि फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट इलास्टोमर के साथ अच्छी अनुकूलता रखते हैं। हालांकि, फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट्स 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 एंटीऑक्सीडेंट्स को प्रीपॉलिमर और चेन एक्सटेंडर्स में मिलाना आवश्यक है। यदि प्रीपॉलिमर के उत्पादन के दौरान इन्हें मिलाया जाता है, तो यह स्थिरीकरण प्रभाव को काफी हद तक प्रभावित करेगा।
पॉलिएस्टर पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के जल अपघटन को रोकने के लिए उपयोग किए जाने वाले योजक मुख्य रूप से कार्बोडाइमाइड यौगिक होते हैं, जो पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर अणुओं में एस्टर जल अपघटन से उत्पन्न कार्बोक्सिलिक अम्लों के साथ अभिक्रिया करके एसिल यूरिया व्युत्पन्न बनाते हैं, जिससे आगे का जल अपघटन रुक जाता है। 2% से 5% द्रव्यमान अंश पर कार्बोडाइमाइड मिलाने से पॉलीयुरेथेन की जल स्थिरता 2-4 गुना बढ़ सकती है। इसके अतिरिक्त, टर्ट ब्यूटाइल कैटेकोल, हेक्सामेथिलीनटेट्रामाइन, एजोडिकार्बोनामाइड आदि में भी कुछ जल अपघटन रोधी प्रभाव होते हैं।
04 मुख्य प्रदर्शन विशेषताएँ
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स विशिष्ट मल्टी ब्लॉक कॉपॉलिमर होते हैं, जिनकी आणविक श्रृंखलाएं लचीले खंडों से बनी होती हैं जिनका ग्लास ट्रांज़िशन तापमान कमरे के तापमान से कम होता है और कठोर खंडों से बनी होती हैं जिनका ग्लास ट्रांज़िशन तापमान कमरे के तापमान से अधिक होता है। इनमें से, ऑलिगोमेरिक पॉलीओल्स लचीले खंड बनाते हैं, जबकि डाइआइसोसाइनेट और छोटे अणु श्रृंखला विस्तारक कठोर खंड बनाते हैं। लचीले और कठोर श्रृंखला खंडों की अंतर्निहित संरचना उनके अद्वितीय प्रदर्शन को निर्धारित करती है।
(1) साधारण रबर की कठोरता सीमा आम तौर पर शाओर A20-A90 के बीच होती है, जबकि प्लास्टिक की कठोरता सीमा लगभग शाओर A95 शाओर D100 होती है। पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स बिना भराव सहायता की आवश्यकता के शाओर A10 जितना कम और शाओर D85 जितना उच्च तक पहुँच सकते हैं;
(2) कठोरता की व्यापक श्रेणी में भी उच्च शक्ति और लोच को बनाए रखा जा सकता है;
(3) उत्कृष्ट घिसाव 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 वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त;
(6) अच्छा निम्न-तापमान प्रतिरोध, -30 ℃ या -70 ℃ से नीचे निम्न-तापमान भंगुरता के साथ;
(7) इसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन है, और इसकी कम थर्मल चालकता के कारण, रबर और प्लास्टिक की तुलना में इसका बेहतर इन्सुलेशन प्रभाव है;
(8) अच्छी जैव अनुकूलता और एंटीकोएगुलेंट गुण;
(9) उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, मोल्ड प्रतिरोध और यूवी स्थिरता।
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स को साधारण रबर की तरह ही प्लास्टिकीकरण, मिश्रण और वल्कनीकरण जैसी प्रक्रियाओं द्वारा बनाया जा सकता है। इन्हें तरल रबर के रूप में ढालने, अपकेंद्री साँचे या छिड़काव द्वारा भी बनाया जा सकता है। इन्हें दानेदार सामग्री में भी बनाया जा सकता है और इंजेक्शन, एक्सट्रूज़न, रोलिंग, ब्लो मोल्डिंग और अन्य प्रक्रियाओं द्वारा आकार दिया जा सकता है। इस तरह, यह न केवल कार्य कुशलता में सुधार करता है, बल्कि उत्पाद की आयामी सटीकता और दिखावट में भी सुधार करता है।