CC BY
135
УДК 678. 684. 82. 04.
А. И. Куркин, А. В. Куликов, Д. Ф. Яковенко,
Ф. М. Палютин
ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ УРЕТАНООБРАЗУЮЩИХ ОЛИГОМЕРОВ НА СВОЙСТВА ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ СОСТАВОВ
Исследовано влияния соотношения пасты и отвердителя в выражении мольного соотношения изоцианатных групп отвердителя с гидроксильными группами пасты (N00:04) на основные характеристики полиуретановой мастики.
Популярность новых материалов на основе полиуретана растет, и причины этого вполне очевидны: обладая качеством и надежностью профессиональных материалов, полиуретановые составы просты в применении и универсальны. Одним из наиболее развивающихся областей применения полиуретанов является строительный сектор. Полиуретановые мастики применяются для герметизации и ремонта стыков между наружными ограждающими конструкциями зданий, герметизации деформационных швов бетонных полов, герметизации стыков, щелей, трещин [1, 2].
Двухкомпонентная полиуретановая мастика представляет собой смесь двух компонентов: пасты и отвердителя. Паста представляет собой смесь гидроксилсодержащих компонентов, пластификаторов, наполнителей, катализатора, функциональных добавок. От-вердителем является преполимер с концевыми изоцианатными группами на основе простого и/или сложного полиэфира [3] .
Целью данной работы являлось исследование влияния соотношения пасты и отвер-дителя в выражении мольного соотношения изоцианатных групп отвердителя с гидроксильными группами пасты (N00:04) на основные характеристики полиуретановой мастики. Физико-механические свойства и время отверждения зависят от соотношения N00:04 [4]. Для этого пасту смешивали с отвердителем при разном соотношении и оценивали динамику отверждения и физико-механические показатели полученных вулканизатов.
Влияние динамики отверждения от соотношения N00:04 представлено на рис. 1. Из рисунка видно, что жизнеспособность (время до потери липкости) полиуретановой композиции является наименьшей при эквимолярном соотношении реакционноспособных групп. Более длительный срок отверждения при избытке гидроксилсодержащих компонентов объясняется меньшей концентрацией сшитого полимера в герметике. В случае превышения мольного соотношения NC0-групп над ОН-группами, избыточный отвердитель на стадии уретаноообразования выступает в качестве пластифицирующего агента, повышающего липкость вулканизата. Однако, в результате более медленной вторичной реакции аллофанатообразования весь избыток отвердителя переходит в отвержденное состояние.
Из рис. 2 и 3 видно, что с увеличением доли изоцианатсодержащего компонента (отвердителя) физико-механические свойства вулканизатов (прочность и относительное удлинение при разрыве) имеют максимум при соотношении N00:04 = 1,2:1. Очевидно, это связано с тем, что с увеличением содержания изоцианата в смеси, с одной стороны, увеличивается плотность химической сетки (реакции уретано- и аллофанатообразования), с другой стороны, увеличивается вероятность взаимодействия изоцианата с влагой воздуха [5]:
RNC0+ 420---------► ^N40004]------► RN42 + 002.
Рис. 1 - Влияние соотношения N00:04 на жизнеспособность полиуретановой мастики
Рис. 2 - Влияние соотношения N00:04 на условную прочность при разрыве полиуретановой мастики
Рис. 3 - Влияние соотношения N00:04 на относительное удлинение при разрыве полиуретановой мастики на образцах-швах
В результате выделения углекислого газа образуются пустоты в структуре материала и, соответственно, существенно ухудшаются физико-механические показатели материала.
Исходя из проведенных исследований, можно сделать вывод, что наиболее оптимальное соотношение двух вышеописанных процессов наблюдается при соотношении NCO:OH = 1,2:1.
Литература
1. Feldman D. Polym. Eng. And Sci. 1981.V.21. № 1. 53-56
2. Plastic World. 1980. № 6. 25
3. Клеи и герметики/ Под ред. Д. А. Кардашева. М.:Химия, 1978, 163c.
4. Синтез и свойства уретановых эластомеров/ Под ред. Н.П. Апухтиной. Л.: Химия, 1976. 106с.
5. Саундерс Д., Фриш К. Химия полиуретанов. М.: Химия, 1968. 87 с.
© А. И. Куркин - канд. техн. наук, зав. лаб. полиэфиров и полиуретанов ОАО «КЗСК»; А. В. Куликов - асп. каф. технологии синтетического каучука КГТУ; Д. Ф. Яковенко -канд. хим. наук, вед. инж.-химик лаб. полиэфиров и полиуретанов ОАО «КЗСК»; Ф. М. Палютин - канд. хим. наук, ген. д-р ОАО «КЗСК».
