26424 skanuj0002 (305)

7.5.7. Poliuretany

Poliuretany (PUR) otrzymuje się metodą polimeryzacji addycyjnej diizocyjania-nów z dialkoholami. W zależności od rodzaju surowców oraz warunków reakcji poliuretany mogą zawierać grupy eterowe, estrowe, uretanowe lub mocznikowe, pierścienie izocyjanurowe, aromatyczne lub in. Właściwości fizyczne poliuretanów są różnorodne, ponieważ poliuretany znajdują się na granicy elastomerów i plastomerów; mogą to być materiały elastyczne tworzywa piankowe różniące się gęstością (0,2-1,20 g/cm³), jak również materiały konstrukcyjne, powłoki i kleje - znaczenie ich stale się zwiększa i zaczynają zajmować piąte miejsce w wielkości produkcji.

Cechą charakterystyczną poliuretanów jest specyficzna segmentowa, blokowa budowa łańcucha typu (AB)„. Makrocząsteczki składają się naprzemiennie z segmentów sztywnych i elastycznych (giętkich).

Termoplastyczne elastomery poliuretanowe (TPU) otrzymuje się najczęściej z alifatycznych liniowych oligomeroli o długich łańcuchach (oligoeteroli lub oligoestroli) i aromatycznych diizocyjanianów (diizocyjanianu difenylometanu MDI lub diizocyjanianu toluilenu TDI) w procesie jedno- lub dwustopniowej polimeryzacji. Ponadto są używane małocząsteczkowe przedłużacze (najczęściej 1,4-butanodiol), środki sieciujące, katalizatory i inne związki pomocnicze.

Wzór poliuretanu zawierającego sztywne łańcuchy MDI i liniowego poliolu jest następujący:

"-O-C-Nfr-^^-CH₂-^^-NH-C-0- (CH₂)„-

O    O    _L

Segmenty giętkie TPU składają się z ugrupowań metylenowych oraz estrowych lub eterowych; temperatura zeszklenia wynosi ok. -30°C.

Segmenty sztywne zawierają ugrupowania polarne i silnie oddziałują na siebie przez wytwarzane wiązania wodorowe C=0- -H—N. Tworzą się domeny segmentów sztywnych, które stanowią fazę uporządkowaną przenikającą się z fazą segmentów giętkich. Temperatura zeszklenia segmentów sztywnych wynosi 107-200°C. Segmenty sztywne i giętkie nie mieszają się ze sobą, dlatego poliuretany mają strukturę dwufazową, heterogeniczną, a zatem i dużą wytrzymałość mechaniczną. Makrocząsteczki PUR mogą znajdować się na przemian w kilku domenach. Struktura fizyczna i właściwości poliuretanów zależą od