पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स की थर्मल स्थिरता और सुधार के उपाय

कहा गयाpolyurethaneपॉलीयुरेथेन का संक्षिप्त रूप है, जो पॉलीआइसोसाइनेट्स और पॉलीओल्स की प्रतिक्रिया से बनता है, और आणविक श्रृंखला पर कई बार दोहराए जाने वाले अमीनो एस्टर समूह (- NH-CO-O -) होते हैं। वास्तविक संश्लेषित पॉलीयुरेथेन रेजिन में, अमीनो एस्टर समूह के अलावा, यूरिया और ब्यूरेट जैसे समूह भी होते हैं। पॉलीओल्स अंत में हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ लंबी श्रृंखला वाले अणुओं से संबंधित होते हैं, जिन्हें "सॉफ्ट चेन सेगमेंट" कहा जाता है, जबकि पॉलीसोसायनेट्स को "हार्ड चेन सेगमेंट" कहा जाता है।
नरम और कठोर श्रृंखला खंडों द्वारा उत्पन्न पॉलीयुरेथेन रेजिन में, केवल एक छोटा प्रतिशत अमीनो एसिड एस्टर होता है, इसलिए उन्हें पॉलीयुरेथेन कहना उचित नहीं हो सकता है। व्यापक अर्थ में, पॉलीयूरेथेन आइसोसाइनेट का एक योजक है।
विभिन्न प्रकार के आइसोसाइनेट्स पॉलीहाइड्रॉक्सी यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करके पॉलीयूरेथेन की विभिन्न संरचनाएं उत्पन्न करते हैं, जिससे विभिन्न गुणों वाली पॉलिमर सामग्री प्राप्त होती है, जैसे प्लास्टिक, रबर, कोटिंग्स, फाइबर, चिपकने वाले आदि। पॉलीयूरेथेन रबर
पॉलीयुरेथेन रबर एक विशेष प्रकार के रबर से संबंधित है, जो पॉलीथर या पॉलिएस्टर को आइसोसाइनेट के साथ प्रतिक्रिया करके बनाया जाता है। विभिन्न प्रकार के कच्चे माल, प्रतिक्रिया की स्थिति और क्रॉसलिंकिंग विधियों के कारण कई किस्में हैं। रासायनिक संरचना के नजरिए से, पॉलिएस्टर और पॉलीथर प्रकार होते हैं, और प्रसंस्करण विधि के नजरिए से, तीन प्रकार होते हैं: मिश्रण प्रकार, कास्टिंग प्रकार और थर्मोप्लास्टिक प्रकार।
सिंथेटिक पॉलीयुरेथेन रबर को आम तौर पर कम आणविक भार प्रीपोलिमर बनाने के लिए डायसोसाइनेट के साथ रैखिक पॉलिएस्टर या पॉलीथर पर प्रतिक्रिया करके संश्लेषित किया जाता है, जिसे बाद में उच्च आणविक भार बहुलक उत्पन्न करने के लिए श्रृंखला विस्तार प्रतिक्रिया के अधीन किया जाता है। फिर, इसे ठीक करने के लिए उपयुक्त क्रॉसलिंकिंग एजेंटों को जोड़ा जाता है और गर्म किया जाता है, जो वल्केनाइज्ड रबर बन जाता है। इस विधि को प्रीपोलीमराइजेशन या दो-चरणीय विधि कहा जाता है।
एक-चरण विधि का उपयोग करना भी संभव है - एक प्रतिक्रिया शुरू करने और पॉलीयुरेथेन रबर उत्पन्न करने के लिए डायसोसाइनेट्स, चेन एक्सटेंडर और क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के साथ सीधे रैखिक पॉलिएस्टर या पॉलीथर को मिलाना।
टीपीयू अणुओं में ए-सेगमेंट मैक्रोमोलेक्यूलर श्रृंखलाओं को घुमाने में आसान बनाता है, पॉलीयुरेथेन रबर को अच्छी लोच प्रदान करता है, पॉलिमर के नरम बिंदु और माध्यमिक संक्रमण बिंदु को कम करता है, और इसकी कठोरता और यांत्रिक शक्ति को कम करता है। बी-सेगमेंट मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखलाओं के घूर्णन को बांध देगा, जिससे पॉलिमर का नरम बिंदु और द्वितीयक संक्रमण बिंदु बढ़ जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप कठोरता और यांत्रिक शक्ति में वृद्धि होगी, और लोच में कमी होगी। 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 को न केवल प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग पर विचार करना चाहिए, बल्कि अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड द्वारा गठित माध्यमिक क्रॉस-लिंकिंग पर भी विचार करना चाहिए। पॉलीयुरेथेन का प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग बंधन हाइड्रॉक्सिल रबर की वल्कनीकरण संरचना से भिन्न है। इसके अमीनो एस्टर समूह, ब्यूरेट समूह, यूरिया फॉर्मेट समूह और अन्य कार्यात्मक समूह एक नियमित और दूरी वाले कठोर श्रृंखला खंड में व्यवस्थित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रबर की एक नियमित नेटवर्क संरचना होती है, जिसमें उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुण होते हैं। दूसरे, पॉलीयूरेथेन रबर में यूरिया या कार्बामेट समूहों जैसे कई अत्यधिक एकजुट कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति के कारण, आणविक श्रृंखलाओं के बीच बने हाइड्रोजन बांड में उच्च शक्ति होती है, और हाइड्रोजन बांड द्वारा गठित माध्यमिक क्रॉसलिंकिंग बांड भी के गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। पॉलीयुरेथेन रबर। सेकेंडरी क्रॉस-लिंकिंग एक ओर पॉलीयुरेथेन रबर को थर्मोसेटिंग इलास्टोमर्स की विशेषताओं को प्राप्त करने में सक्षम बनाती है, और दूसरी ओर, यह क्रॉस-लिंकिंग वास्तव में क्रॉस-लिंक्ड नहीं है, जिससे यह एक वर्चुअल क्रॉस-लिंकिंग बन जाती है। क्रॉस-लिंकिंग की स्थिति तापमान पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, यह क्रॉस-लिंकिंग धीरे-धीरे कमजोर होकर गायब हो जाती है। पॉलिमर में एक निश्चित तरलता होती है और इसे थर्मोप्लास्टिक प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है। जब तापमान घटता है, तो यह क्रॉस-लिंकिंग धीरे-धीरे ठीक हो जाती है और फिर से बन जाती है। थोड़ी मात्रा में भराव जोड़ने से अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता कमजोर हो जाती है और ताकत में तेज कमी आ जाती है। अनुसंधान से पता चला है कि पॉलीयुरेथेन रबर में विभिन्न कार्यात्मक समूहों की स्थिरता का क्रम उच्च से निम्न है: एस्टर, ईथर, यूरिया, कार्बामेट और ब्यूरेट। पॉलीयुरेथेन रबर की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, पहला कदम ब्यूरेट और यूरिया के बीच क्रॉस-लिंकिंग बॉन्ड को तोड़ना है, इसके बाद कार्बामेट और यूरिया बॉन्ड को तोड़ना है, यानी मुख्य श्रृंखला को तोड़ना है।
01 नरमी
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स, कई पॉलिमर सामग्रियों की तरह, उच्च तापमान पर नरम हो जाते हैं और एक लोचदार अवस्था से चिपचिपी प्रवाह अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक शक्ति में तेजी से कमी आती है। रासायनिक दृष्टिकोण से, लोच का नरम तापमान मुख्य रूप से इसकी रासायनिक संरचना, सापेक्ष आणविक भार और क्रॉसलिंकिंग घनत्व जैसे कारकों पर निर्भर करता है।
सामान्यतया, सापेक्ष आणविक भार में वृद्धि, कठोर खंड की कठोरता में वृद्धि (जैसे कि अणु में बेंजीन रिंग को शामिल करना) और कठोर खंड की सामग्री, और क्रॉसलिंकिंग घनत्व में वृद्धि सभी नरम तापमान को बढ़ाने के लिए फायदेमंद हैं। थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स के लिए, आणविक संरचना मुख्य रूप से रैखिक होती है, और सापेक्ष आणविक भार बढ़ने पर इलास्टोमर का नरम तापमान भी बढ़ जाता है।
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के लिए, क्रॉसलिंकिंग घनत्व का सापेक्ष आणविक भार से अधिक प्रभाव पड़ता है। इसलिए, इलास्टोमर्स का निर्माण करते समय, आइसोसाइनेट्स या पॉलीओल्स की कार्यक्षमता बढ़ाने से कुछ लोचदार अणुओं में एक थर्मली स्थिर नेटवर्क रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग संरचना बन सकती है, या लोचदार शरीर में एक स्थिर आइसोसाइनेट क्रॉस-लिंकिंग संरचना बनाने के लिए अत्यधिक आइसोसाइनेट अनुपात का उपयोग किया जा सकता है। इलास्टोमेर की गर्मी प्रतिरोध, विलायक प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति में सुधार करने का एक शक्तिशाली साधन।
जब पीपीडीआई (पी-फेनिलडिआइसोसायनेट) का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है, तो दो आइसोसाइनेट समूहों के बेंजीन रिंग से सीधे संबंध के कारण, गठित कठोर खंड में बेंजीन रिंग सामग्री अधिक होती है, जो कठोर खंड की कठोरता में सुधार करती है और इस प्रकार बढ़ जाती है इलास्टोमेर का ताप प्रतिरोध।
भौतिक दृष्टिकोण से, इलास्टोमर्स का नरम तापमान माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री पर निर्भर करता है। रिपोर्टों के अनुसार, माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण से गुजरने वाले इलास्टोमर्स का नरम तापमान बहुत कम होता है, प्रसंस्करण तापमान केवल लगभग 70 ℃ होता है, जबकि माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण से गुजरने वाले इलास्टोमर्स 130-150 ℃ तक पहुंच सकते हैं। इसलिए, इलास्टोमर्स में माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री बढ़ाना उनके ताप प्रतिरोध को बेहतर बनाने के प्रभावी तरीकों में से एक है।
श्रृंखला खंडों के सापेक्ष आणविक भार वितरण और कठोर श्रृंखला खंडों की सामग्री को बदलकर इलास्टोमर्स के माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री में सुधार किया जा सकता है, जिससे उनकी गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि होती है। अधिकांश शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि पॉलीयुरेथेन में माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण का कारण नरम और कठोर खंडों के बीच थर्मोडायनामिक असंगति है। चेन एक्सटेंडर का प्रकार, हार्ड सेगमेंट और उसकी सामग्री, सॉफ्ट सेगमेंट प्रकार और हाइड्रोजन बॉन्डिंग सभी का इस पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
डायोल चेन एक्सटेंडर की तुलना में, डायमाइन चेन एक्सटेंडर जैसे MOCA (3,3-डाइक्लोरो-4,4-डायमिनोडाइफेनिलमीथेन) और DCB (3,3-डाइक्लोरो-बिफेनिलिनेडायमाइन) इलास्टोमर्स में अधिक ध्रुवीय अमीनो एस्टर समूह बनाते हैं, और अधिक हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं कठोर खंडों के बीच गठित होना, कठोर खंडों के बीच परस्पर क्रिया को बढ़ाना और इलास्टोमर्स में माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री में सुधार करना; पी, पी-डायहाइड्रोक्विनोन और हाइड्रोक्विनोन जैसे सममित सुगंधित श्रृंखला विस्तारक कठोर खंडों के सामान्यीकरण और तंग पैकिंग के लिए फायदेमंद होते हैं, जिससे उत्पादों के माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण में सुधार होता है।
एलिफैटिक आइसोसाइनेट्स द्वारा गठित अमीनो एस्टर खंडों में नरम खंडों के साथ अच्छी संगतता होती है, जिसके परिणामस्वरूप नरम खंडों में अधिक कठोर खंड घुल जाते हैं, जिससे माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री कम हो जाती है। सुगंधित आइसोसाइनेट्स द्वारा गठित अमीनो एस्टर खंडों में नरम खंडों के साथ खराब संगतता होती है, जबकि माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण की डिग्री अधिक होती है। पॉलीओलेफ़िन पॉलीयुरेथेन में इस तथ्य के कारण लगभग पूर्ण माइक्रोफ़ेज़ पृथक्करण संरचना होती है कि नरम खंड हाइड्रोजन बांड नहीं बनाता है और हाइड्रोजन बांड केवल कठोर खंड में ही हो सकते हैं।
इलास्टोमर्स के नरम बिंदु पर हाइड्रोजन बॉन्डिंग का प्रभाव भी महत्वपूर्ण है। यद्यपि नरम खंड में पॉलीइथर और कार्बोनिल्स कठोर खंड में एनएच के साथ बड़ी संख्या में हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं, यह इलास्टोमर्स के नरम तापमान को भी बढ़ाता है। यह पुष्टि की गई है कि हाइड्रोजन बांड अभी भी 200 ℃ पर 40% बरकरार रखते हैं।
02 थर्मल अपघटन
अमीनो एस्टर समूह उच्च तापमान पर निम्नलिखित अपघटन से गुजरते हैं:
- RNHCOOR - RNC0 HO-R
- RNHCOOR - RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR - RNHR CO2 ene
पॉलीयुरेथेन आधारित सामग्रियों के थर्मल अपघटन के तीन मुख्य रूप हैं:
① मूल आइसोसाइनेट्स और पॉलीओल्स का निर्माण;
② α- CH2 आधार पर ऑक्सीजन बंधन टूट जाता है और दूसरे CH2 पर एक हाइड्रोजन बंधन के साथ मिलकर अमीनो एसिड और एल्कीन बनाता है। अमीनो एसिड एक प्राथमिक अमीन और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित होते हैं:
③ फॉर्म 1 सेकेंडरी अमीन और कार्बन डाइऑक्साइड।
कार्बामेट संरचना का थर्मल अपघटन:
एरिल एनएचसीओ एरिल,~120 ℃;
एन-एल्काइल-एनएचसीओ-एरिल,~180 ℃;
एरियल एनएचसीओ एन-एल्काइल,~200 ℃;
एन-एल्काइल-एनएचसीओ-एन-एल्काइल,~250 ℃।
अमीनो एसिड एस्टर की थर्मल स्थिरता आइसोसाइनेट्स और पॉलीओल्स जैसे शुरुआती सामग्रियों के प्रकारों से संबंधित है। एलिफैटिक आइसोसाइनेट्स सुगंधित आइसोसाइनेट्स से अधिक होते हैं, जबकि वसायुक्त अल्कोहल सुगंधित अल्कोहल से अधिक होते हैं। हालाँकि, साहित्य रिपोर्ट करता है कि एलिफैटिक अमीनो एसिड एस्टर का थर्मल अपघटन तापमान 160-180 ℃ के बीच है, और सुगंधित अमीनो एसिड एस्टर का तापमान 180-200 ℃ के बीच है, जो उपरोक्त डेटा के साथ असंगत है। इसका कारण परीक्षण पद्धति से संबंधित हो सकता है.
वास्तव में, एलिफैटिक सीएचडीआई (1,4-साइक्लोहेक्सेन डायसोसायनेट) और एचडीआई (हेक्सामेथिलीन डायसोसायनेट) में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सुगंधित एमडीआई और टीडीआई की तुलना में बेहतर गर्मी प्रतिरोध होता है। विशेष रूप से सममित संरचना वाले ट्रांस सीएचडीआई को सबसे अधिक गर्मी प्रतिरोधी आइसोसाइनेट के रूप में मान्यता दी गई है। इससे तैयार पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में अच्छी प्रक्रियाशीलता, उत्कृष्ट हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, उच्च नरम तापमान, कम ग्लास संक्रमण तापमान, कम थर्मल हिस्टैरिसीस और उच्च यूवी प्रतिरोध होता है।
अमीनो एस्टर समूह के अलावा, पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में अन्य कार्यात्मक समूह भी होते हैं जैसे यूरिया फॉर्मेट, ब्यूरेट, यूरिया, आदि। ये समूह उच्च तापमान पर थर्मल अपघटन से गुजर सकते हैं:
NHCONCOO - (स्निग्ध यूरिया फॉर्मेट), 85-105 ℃;
- NHCONCOO - (सुगंधित यूरिया फॉर्मेट), 1-120 ℃ के तापमान रेंज पर;
- NHCONCONH - (एलिफैटिक ब्यूरेट), 10 डिग्री सेल्सियस से 110 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर;
NHCONCONH - (सुगंधित ब्यूरेट), 115-125 ℃;
NHCONH - (स्निग्ध यूरिया), 140-180 ℃;
- NHCONH - (सुगंधित यूरिया), 160-200 ℃;
आइसोसायन्यूरेट रिंग>270 ℃।
ब्यूरेट और यूरिया आधारित फॉर्मेट का थर्मल अपघटन तापमान एमिनोफॉर्मेट और यूरिया की तुलना में बहुत कम है, जबकि आइसोसायन्यूरेट में सबसे अच्छी थर्मल स्थिरता है। इलास्टोमर्स के उत्पादन में, अत्यधिक आइसोसाइनेट्स गठित अमीनोफॉर्मेट और यूरिया के साथ प्रतिक्रिया करके यूरिया आधारित फॉर्मेट और ब्यूरेट क्रॉस-लिंक्ड संरचनाएं बना सकते हैं। यद्यपि वे इलास्टोमर्स के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकते हैं, लेकिन वे गर्मी के प्रति बेहद अस्थिर हैं।
इलास्टोमर्स में थर्मल अस्थिर समूहों जैसे ब्यूरेट और यूरिया फॉर्मेट 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 कच्चे माल (मुख्य रूप से आइसोसाइनेट, पॉलीओल्स और चेन एक्सटेंडर) में आंशिक आइसोसाइनेट रिंग बनाने के लिए जितना संभव हो सके अन्य तरीकों का उपयोग किया जाना चाहिए, और फिर उन्हें सामान्य प्रक्रियाओं के अनुसार इलास्टोमेर में पेश करना चाहिए। यह गर्मी प्रतिरोधी और लौ प्रतिरोधी पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के उत्पादन के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि बन गई है।
03 हाइड्रोलिसिस और थर्मल ऑक्सीकरण
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के कठोर खंडों में थर्मल अपघटन और उच्च तापमान पर उनके नरम खंडों में संबंधित रासायनिक परिवर्तन होने का खतरा होता है। पॉलिएस्टर इलास्टोमर्स में पानी का प्रतिरोध कम होता है और उच्च तापमान पर हाइड्रोलाइज होने की अधिक गंभीर प्रवृत्ति 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 पहुंच सकता है। गर्म पानी और भाप के संपर्क में आने पर एस्टर बांड संबंधित एसिड और अल्कोहल में विघटित हो सकते हैं, और इलास्टोमर्स में यूरिया और अमीनो एस्टर समूह भी हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं:
RCOOR H20- → RCOOR HOR
एस्टर अल्कोहल
एक RNHCONHR एक H20- → RXHCOOH H2NR -
यूरियामाइड
एक RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
अमीनो फॉर्मेट एस्टर अमीनो फॉर्मेट अल्कोहल
पॉलीथर आधारित इलास्टोमर्स में खराब थर्मल ऑक्सीकरण स्थिरता होती है, और ईथर आधारित इलास्टोमर्स α- कार्बन परमाणु पर हाइड्रोजन आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, जिससे हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनता है। आगे विघटन और दरार के बाद, यह ऑक्साइड रेडिकल और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न करता है, जो अंततः फॉर्मेट्स या एल्डिहाइड में विघटित हो जाता है।
अलग-अलग पॉलिएस्टर का इलास्टोमर्स के ताप प्रतिरोध पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, जबकि अलग-अलग पॉलिस्टर का एक निश्चित प्रभाव होता है। टीडीआई-मोका-पीटीएमईजी की तुलना में, 7 दिनों के लिए 121 ℃ पर रहने पर टीडीआई-मोका-पीटीएमईजी की तन्य शक्ति प्रतिधारण दर क्रमशः 44% और 60% है, जिसमें बाद वाला पहले की तुलना में काफी बेहतर है। इसका कारण यह हो सकता है कि पीपीजी अणुओं में शाखित श्रृंखलाएं होती हैं, जो लोचदार अणुओं की नियमित व्यवस्था के लिए अनुकूल नहीं होती हैं और लोचदार शरीर के ताप प्रतिरोध को कम करती हैं। पॉलिथर का थर्मल स्थिरता क्रम है: PTMEG>PEG>PPG।
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स में अन्य कार्यात्मक समूह, जैसे यूरिया और कार्बामेट, भी ऑक्सीकरण और हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। हालाँकि, ईथर समूह सबसे आसानी से ऑक्सीकृत होता है, जबकि एस्टर समूह सबसे आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होता है। उनके एंटीऑक्सीडेंट और हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध का क्रम है:
एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि: एस्टर>यूरिया>कार्बामेट>ईथर;
हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध: एस्टर
पॉलीथर पॉलीयूरेथेन के ऑक्सीकरण प्रतिरोध और पॉलिएस्टर पॉलीयूरेथेन के हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, एडिटिव्स भी जोड़े जाते हैं, जैसे पीटीएमईजी पॉलीथर इलास्टोमेर में 1% फेनोलिक एंटीऑक्सिडेंट इरगनॉक्स1010 जोड़ना। इस इलास्टोमेर की तन्य शक्ति को बिना एंटीऑक्सीडेंट के तुलना में 3-5 गुना बढ़ाया जा सकता है (168 घंटों के लिए 1500C पर उम्र बढ़ने के बाद परीक्षण के परिणाम)। लेकिन हर एंटीऑक्सीडेंट का पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स पर प्रभाव नहीं पड़ता है, केवल फेनोलिक 1rganox 1010 और TopanOl051 (फेनोलिक एंटीऑक्सीडेंट, बाधाग्रस्त अमाइन लाइट स्टेबलाइज़र, बेंज़ोट्रायज़ोल कॉम्प्लेक्स) का महत्वपूर्ण प्रभाव होता है, और पूर्व सबसे अच्छा है, संभवतः क्योंकि फेनोलिक एंटीऑक्सिडेंट की इलास्टोमर्स के साथ अच्छी संगतता है। हालाँकि, फेनोलिक एंटीऑक्सिडेंट 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, पॉलीओल्स के लिए आइसोसाइनेट्स का अनुपात नहीं होना चाहिए बहुत बड़ा है, और एंटीऑक्सीडेंट को प्रीपोलिमर और चेन एक्सटेंडर में जोड़ा जाना चाहिए। यदि प्रीपोलिमर के उत्पादन के दौरान जोड़ा जाता है, तो यह स्थिरीकरण प्रभाव को बहुत प्रभावित करेगा।
पॉलिएस्टर पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स के हाइड्रोलिसिस को रोकने के लिए उपयोग किए जाने वाले एडिटिव्स मुख्य रूप से कार्बोडाइमाइड यौगिक होते हैं, जो एसाइल यूरिया डेरिवेटिव उत्पन्न करने के लिए पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर अणुओं में एस्टर हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न कार्बोक्जिलिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और आगे हाइड्रोलिसिस को रोकते हैं। 2% से 5% के द्रव्यमान अंश पर कार्बोडायमाइड मिलाने से पॉलीयुरेथेन की जल स्थिरता 2-4 गुना बढ़ सकती है। इसके अलावा, टर्ट ब्यूटाइल कैटेचोल, हेक्सामेथिलनेटेट्रामाइन, एज़ोडिकार्बोनामाइड आदि में भी कुछ एंटी हाइड्रोलिसिस प्रभाव होते हैं।
04 मुख्य प्रदर्शन विशेषताएँ
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स विशिष्ट मल्टी ब्लॉक कॉपोलिमर होते हैं, जिनमें आणविक श्रृंखलाएं लचीले खंडों से बनी होती हैं, जिनका ग्लास संक्रमण तापमान कमरे के तापमान से कम होता है और कठोर खंड, जिनका ग्लास संक्रमण तापमान कमरे के तापमान से अधिक होता है। उनमें से, ऑलिगोमेरिक पॉलीओल्स लचीले खंड बनाते हैं, जबकि डायसोसाइनेट्स 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 ए20-ए90 के बीच होती है, जबकि प्लास्टिक की कठोरता सीमा शाओर ए95 शाओर डी100 के बीच होती है। पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स फिलर सहायता की आवश्यकता के बिना, शाओर ए10 जितना कम और शाओर डी85 जितना ऊंचा तक पहुंच 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 का 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 कम तापमान की भंगुरता के साथ;
(7) इसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन है, और इसकी कम तापीय चालकता के कारण, रबर और प्लास्टिक की तुलना में इसका इन्सुलेशन प्रभाव बेहतर है;
(8) अच्छी जैव अनुकूलता और थक्का-रोधी गुण;
(9) उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, मोल्ड प्रतिरोध, और यूवी स्थिरता।
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स को सामान्य रबर की तरह ही प्रक्रियाओं का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जैसे कि प्लास्टिककरण, मिश्रण और वल्कनीकरण। इन्हें डालने, केन्द्रापसारक मोल्डिंग या छिड़काव द्वारा तरल रबर के रूप में भी ढाला जा सकता है। उन्हें दानेदार सामग्री में भी बनाया जा सकता है और इंजेक्शन, एक्सट्रूज़न, रोलिंग, ब्लो मोल्डिंग और अन्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके बनाया जा सकता है। इस तरह, यह न केवल कार्य कुशलता में सुधार करता है, बल्कि उत्पाद की आयामी सटीकता और उपस्थिति में भी सुधार करता है