2. 1,4-butandiolio kaip grandinės ilgiklio veiksmingumas
Norint suprasti 1,4-butandiolio kaip grandinės ilgintuvo populiarumą, svarbu atpažinti nelyginį tarpinių poliuretano produktų poveikį.
Pirmasis veiksmingo diolio uretano tarpinio produkto kriterijus yra tiesiškumas; antrasis kriterijus – idealiu atveju jame būtų lyginis anglies atomų skaičius (ty CH2 grupių skaičius pasikartojančioje grandinėje).
Atskirų kietų ir minkštų poliuretano segmentų molekulinio lygio grandininis sandarinimas pagerina gautų elastomerų bendras eksploatacines savybes. Pastebėtas nelyginio lyginio anglies atomo skaičiaus efektas poliesterio poliolių ir diolio grandinės ilgintuvų atveju.
Pavyzdžiui, adipatų poliesterio polioliuose, kurių pagrindą sudaro dioliai su lyginiu anglies atomų skaičiumi (EG-2, BDO-4 ir HDO-6), lydymosi temperatūra, stiklėjimo temperatūra ir bendros eksploatacinės savybės yra aukštesnės nei panašių sistemų, pagrįstų nelyginiu anglies atomų skaičiumi (PrDO-3 ir PeDO-5).
Ypač išskirtinis yra aukštas kristališkumo laipsnis ir lydalo entalpija (ty šiluma, reikalinga kristaliniam kietajam segmentui išlydyti) MDI-BDO kietuose poliuretano segmentuose. Pavyzdį žr. toliau pateiktoje diagramoje.
Lydymosi entalpija MDI/diolio segmentams BDO/Adipato poliesterio poliolio pagrindu pagamintuose poliuretanuose | ||
Diolis kietajame bloke | ΔH(J/g)- TM | TM°C |
PVZ | 0.9 | 175 |
1,3-SKVN | 0.4 | 145 |
BDO | 2.8 | 148 |
1,5-SKVN | 0.14 | 167 |
1,6-HDO | 0.69 | 156 |
(Šaltinis)
Nelyginis efektas priskiriamas kietojo segmento kristalų sandarumui ir vandenilio ryšiui tarp gretimų uretano molekulių.
Lyginių skaičių grandinės ilgintuvų modeliavimas parodė, kad molekulinės grandinės geriau susilieja, o tarp grandinių vandenilinis ryšys palengvinamas naudojant grandinės ilgintuvus, tokius kaip BDO. Tai skatina naudingą fazių atskyrimą tarp kietųjų ir minkštųjų polimerinių segmentų. Tiesą sakant, daugelis tyrimų parodė, kad poliuretano savybės labai priklauso nuo šio fazių atskyrimo masto ir tobulumo.
Nors etilenglikolis (EG) taip pat yra lyginio anglies dioksido skaičiaus diolio grandinės ilgintuvas, jis nėra gera alternatyva BDO.
Pastebėti du EG trūkumai: prastas maišymasis su daugeliu poliolių, dėl kurio atsiranda apdorojimo ir veikimo trūkumų, ir polinis EG pobūdis, dėl kurio sumažėja atsparumas hidrolizei.
Priešingu atveju EG yra geras grandinės ilgintuvas ir poliesterio tarpinis produktas, suteikiantis gerų mechaninių savybių poliuretaną.
3. 1,4-butandiolio grandinės ilgintuvų apdorojimo sąlygos
Kaip skystas diolis, 1,4-butandiolis gali būti naudojamas kaip grandinės ilgintuvas kambario temperatūroje MDI ir alifatinių diizocianatų sistemose.
Apdorojimo temperatūra ir katalizatoriaus įkrovos lygiai turi įtakos diolio/MDI sistemų tinkamumo laikui. Nors nekatalizuotų sistemų tinkamumo laikas 70 °C temperatūroje gali būti 10–20 minučių, apdorojimas aukštesnėje temperatūroje arba naudojant katalizatorius žymiai sumažins tinkamumo laiką. Alavo ir titanato katalizatoriai dažniausiai naudojami siekiant padidinti diolio reakcijos greitį su izocianatu.
Be to, BDO užšąla esant 20°C (68°F). Todėl svarbu išlaikyti BDO virš užšalimo taško, kad būtų išvengta kristalizacijos įrangos linijose ir fazių atsiskyrimo naudojant B pusės formulę.
BDO taip pat yra higroskopiškas ir reikalauja priežiūros inertinėje aplinkoje, kad būtų išvengta drėgmės sugėrimo. Dėl mažo drėgmės kiekio uretano klasės BDO leidžia procesoriams gerai kontroliuoti stechiometriją, nes išvengiama H2O reakcijos su izocianatais ir kartu išsiskiriančių CO2 dujų burbuliukų.