Raksturlielumi, kas atšķir uretāna 1. kategoriju,4-butāndiolu (BDO/1,4-BDO)-2

2. 1,4-butāndiola kā ķēdes pagarinātāja efektivitāte

Lai saprastu 1,4-butāndiola kā ķēdes pagarinātāja popularitāti, ir svarīgi atpazīt nepāra un pāra efektu poliuretāna starpproduktos.

Pirmais efektīva diola uretāna starpprodukta kritērijs ir linearitāte; otrs kritērijs ir tāds, ka tas ideālā gadījumā satur pāra skaitu oglekļa atomu (ti, CH2 grupu skaits atkārtojas ķēdē).

Atsevišķu cieto un mīksto poliuretāna segmentu molekulārā līmeņa ķēdes iepakojums uzlabo iegūto elastomēru vispārējās veiktspējas īpašības. Poliestera polioliem un diolu ķēdes pagarinātājiem ir novērots nepāra pāra oglekļa skaitļa efekts.

Piemēram, adipāta poliestera poliolos, kuru pamatā ir dioli ar pāra skaitu oglekļa atomu (EG-2, BDO-4 un HDO-6), kušanas temperatūras, stiklošanās temperatūras un kopējās veiktspējas īpašības ir augstākas nekā salīdzināmām sistēmām, kuru pamatā ir dioli ar nepāra skaitu oglekļa atomu (PrDO-3 un PeDO-5).

Īpaši izcila ir poliuretāna MDI-BDO cieto segmentu augstā kristāliskuma un kausējuma entalpijas pakāpe (ti, siltums, kas nepieciešams kristāliskā cietā segmenta izkausēšanai). Lai iegūtu piemēru, lūdzu, skatiet tālāk redzamo diagrammu.

(avots)

Nepāra pāra efekts ir saistīts ar cietā segmenta kristālisko iesaiņojumu un ūdeņraža saiti starp blakus esošajām uretāna molekulām.

Pāra skaitļu ķēdes pagarinātājiem modelēšana ir parādījusi, ka molekulārās ķēdes labāk izlīdzinās, un starpķēžu ūdeņraža saites tiek atvieglotas ar ķēdes pagarinātājiem, piemēram, BDO. Tas veicina fāzu atdalīšanu starp cietajiem un mīkstajiem polimēru segmentiem. Faktiski daudzi pētījumi ir parādījuši, ka poliuretāna īpašības ir ļoti atkarīgas no šīs fāzes atdalīšanas apjoma un pilnības.

Lai gan etilēnglikols (EG) ir arī pāra oglekļa diola ķēdes pagarinātājs, tas nav laba alternatīva BDO.

Ir novēroti divi EG trūkumi: slikta sajaukšanās ar daudziem polioliem, kas izraisa apstrādes un veiktspējas trūkumus, un EG polārais raksturs, kas samazina hidrolīzes pretestību.

Pretējā gadījumā EG ir labs ķēdes pagarinātājs un poliestera starpprodukts, kas nodrošina poliuretānus ar labām mehāniskām īpašībām.

3. Apstrādes nosacījumi 1,4-butāndiola ķēdes pagarinātājiem

Kā šķidru diolu 1,4-butāndiolu var izmantot kā ķēdes pagarinātāju istabas temperatūrā MDI un alifātiskā diizocianāta sistēmās.

Apstrādes temperatūra un katalizatora slodzes līmeņi ietekmē diolu/MDI sistēmu darbības laiku. Lai gan nekatalizētu sistēmu darbības laiks 70 °C temperatūrā var būt 10–20 minūtes, apstrāde augstākās temperatūrās vai katalizatoru izmantošana ievērojami samazinās lietošanas laiku. Alvas un titanāta katalizatorus parasti izmanto, lai palielinātu diola reakcijas ātrumu ar izocianātu.

Turklāt BDO sasalst 20°C (68°F) temperatūrā. Tāpēc ir svarīgi uzturēt BDO virs sasalšanas punkta, lai izvairītos no kristalizācijas iekārtu līnijās un fāzu atdalīšanas B-puses sastāvā.

BDO ir arī higroskopisks, un tam nepieciešama apkope inertā vidē, lai izvairītos no mitruma uzsūkšanās. Ar zemo mitruma saturu uretāna klases BDO ļauj procesoriem labi kontrolēt stehiometriju, izvairoties no H2O reakcijas ar izocianātiem un vienlaicīgas CO2 gāzes burbuļu izdalīšanās.