Какво е полиуретанВтвърдяващ агент?
В полиуретановата индустрия терминът "втвърдител" е широко използван, но често неразбран. Различни производители, формулатори и крайни потребители могат да използват един и същ термин, за да опишат различни материали. В резултат на това често възниква объркване, когато се обсъждат полиуретанови системи.
От практическа гледна точка всеки компонент, който помага на полиуретановия материал да се втвърди и да се трансформира от течност в твърдо вещество, може да се нарече втвърдяващ агент. Въпреки това, от химическа гледна точка, определението е по-конкретно.
Полиуретановият втвърдител е реактивният компонент, който участва в реакцията на омрежване и образува три{0}}измерната полимерна мрежа, отговорна за крайните механични свойства на материала.
Разбирането на ролята на втвърдяващите агенти изисква първо да разберете как се образува полиуретанът.
Как се втвърдява полиуретана?
Полиуретановите материали се произвеждат чрез реакция на изоцианатни групи (-NCO) със съединения, съдържащи активен водород-, предимно хидроксилни групи (-OH) или амино групи (-NH₂).
По време на тази реакция отделните молекули стават химически свързани заедно, създавайки полимерна мрежа. Този процес превръща материала от течно или полу-течно състояние в твърд еластомер, покритие, лепило, пяна или уплътнител.
Компонентът, който реагира с основната смола и създава тази мрежа, обикновено се нарича втвърдяващ агент.
Кога изоцианатите действат като втвърдяващи агенти?
Най-разпространената полиуретанова система е дву-компонентната полиуретанова формула.
В тези системи:
Компонент А се състои главно от полиетерни полиоли или полиестерни полиоли.
Компонент B се състои от изоцианати като MDI, TDI, HDI или IPDI.
Полиолният компонент служи като основна смола, докато изоцианатният компонент реагира с хидроксилни групи, за да създаде полиуретанови връзки и напречни връзки.
В тази формулировка изоцианатният компонент се счита за втвърдяващ агент.
Ето защо в полиуретанови покрития, лепила, материали за подови настилки и хидроизолационни системи, B компонентът обикновено се нарича полиуретанов втвърдител или полиуретанов втвърдител.
Кога полиоли или амини действат като втвърдяващи агенти?
При някои полиуретанови системи ситуацията е обратна.
Много системи от лят полиуретанов еластомер използват полиуретанови преполимери с NCO-край като основен компонент. Тези преполимери вече съдържат излишни изоцианатни групи и следователно изискват съединения, съдържащи активен водород, за да завърши процеса на втвърдяване.
Преполимерът действа като основна смола, докато полиолният или аминният компонент служи като втвърдяващ агент.
Например MOCA, DETDA, BDO и други удължители на веригата често се наричат втвърдяващи агенти в производството на лят полиуретанов еластомер, тъй като те реагират с преполимера с NCO-край и завършват омрежващата мрежа.
Следователно, дали даден материал се счита за втвърдяващ агент зависи от неговата роля във формулировката, а не от неговата химическа идентичност.
Друг източник на объркване е разликата между втвърдители и катализатори.
Въпреки че и двете влияят на процеса на втвърдяване, техните функции са напълно различни.
Полиуретановият втвърдител директно участва в химическата реакция и става част от крайната полимерна структура. Той допринася за физичните свойства на крайния продукт, включително твърдост, якост на опън, удължение, адхезия, химическа устойчивост, водоустойчивост и издръжливост.
Полиуретановият катализатор, напротив, не става част от полимерната мрежа. Основната му функция е да ускорява или регулира скоростта на реакцията.
Обичайните полиуретанови катализатори включват: органокалаени катализатори, бисмутови катализатори, третични аминови катализатори, метални карбоксилати
Катализаторите обикновено се добавят в много ниски концентрации и влияят главно върху характеристиките на обработката, като време на желиране, свободно време за-слепване, скорост на втвърдяване и живот на сместа.
Без катализатор полиуретановата система може да се втвърди, макар и по-бавно.
Без втвърдяващ агент реакцията на полиуретана не може да бъде завършена и материалът може да остане течен или само частично втвърден.
Тази фундаментална разлика подчертава защо втвърдяващите агенти са структурни компоненти на полиуретановата мрежа, докато катализаторите са добавки за обработка.