What are the advantages of using prepolymers versus straight isocyanates?
Processing with prepolymers has several advantages:
Handling Improvements
Because pure MDI has a melting point of 38 to 40 °C, it is a crystalline solid at room temperature, making it difficult to handle. The handling of pure MDI can also be further complicated if dimerization occurs, which reduces the assay of the material and forms a cloudy turbid precipitate that will not redissolve in the MDI. However, because a prepolymer is liquid at room temperature and has less tendency to dimerize, a prepolymer is more easily handled.
Viscosity Control
When a prepolymer is made, the molecular weight is increased. This increases the viscosity, which often results in better mixing efficiency in two-component systems. There is also improved rheological control, or control of the material's tendency to sag. This is especially important for polyurethane sealants.
Compatibility Improvements
To obtain polymers with superior tensile and tear properties hard segment formation must be promoted. Low molecular weight diols or amines, as chain extenders, are used to produce the hard segments. Low molecular weight triols are also used to increase hardness.
However, these low molecular weight components are often incompatible with high molecular weight polyols. The polyol side of the formula needs to be stirred constantly for uniform dispersion of additives such as chain extenders.
A prepolymer can help. By taking some of the chain extender out of the polyol side and adding it to the isocyanate side as a prepolymer, the amount of incompatibility in the polyol side is reduced. Less glycol chain extender has to be added to the polyol, increasing the probability of having a homogenous solution.
Polymeric Structure Control
Prepolymers are also useful in managing the structure of a polymer. By proper selection of ingredients and by making prepolymers under precisely regulated conditions, control is gained over the order within the prepolymer structure.
Control is also gained over side reactions such as allophanate, biuret, and trimer. Control of these side reactions, which often produce undesired branching, allows the preparation of prepolymers with consistent viscosity and reactivity. By using prepolymers, the hard-segment phase separation needed in polyurethane elastomers can be more easily obtained, as can structural consistency.
Reactivity Control
The heat generated in forming a polyurethane polymer can be controlled by first creating a prepolymer.
The amount of heat given off in a reaction, the exotherm, is reduced when using prepolymers because they contain a lower concentration of isocyanate. Also, a decrease in exotherm can ultimately lead to a reduction in part shrinkage.
Control of reactivity through prepolymers also allows better flow into molds for cast elastomers. The prepolymer reacts slower with the polyol or chain extender, giving the streams time to mix and flow fully into a complex mold before gelling. In sealant, adhesive, and coating formulations, the slower reactivity of prepolymers results in a longer pot life.
Some polyols, such as polyoxypropylene polyols, have secondary hydroxyls which react more slowly than primary hydroxyls. In order to use secondary hydroxyls effectively in fast-curing systems, reactivity must be ensured. The formation of prepolymers ensures that secondary hydroxyls have time to fully react.
Physical Property Improvements
The properties of a polymer are generally better as molecular weight increases. Molecular weight builds with time at temperature, or heat history. Most one-shot systems require significant heat input in order to maximize physical properties. Some polyurethane polymer applications such as sealants, coatings, and adhesives, are not adaptable to elevated temperatures. In these applications, the use of a prepolymer is recommended.
Prepolyrners are formed at elevated temperatures so that full reaction of the components of the prepolymer system can be obtained. The rest of the formulated reaction can then proceed at room temperature ensuring faster and more complete molecular weight build-up.
Isocyanate Vapor Hazard Reduction
Vapor inhalation of isocyanate can be reduced by using prepolymers. The higher molecular weight of a pre-polymer isocyanate reduces vapor pressure, which in turn reduces vapor levels. This is especially true when using TDI.
อะไรคือข้อดีของการใช้ prepolymers กับไอโซไซยาเนตตรง ?การประมวลผลด้วย prepolymers มีข้อดีหลายประการ :การจัดการการปรับปรุงเพราะเพียว MDI มีจุดหลอมเหลวที่ 38 ถึง 40 ° C มันคือผลึกของแข็งที่อุณหภูมิห้องทำให้ยากที่จะจัดการ การจัดการของแท้ MDI ยังสามารถซับซ้อนมากขึ้นถ้าสหชาตเกิดขึ้น ซึ่งจะช่วยลดแบคทีเรียในวัสดุและรูปแบบเมฆขุ่นตะกอนที่ไม่ redissolve ใน MDI . อย่างไรก็ตาม เพราะพรีเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง และมีแนวโน้มน้อยกว่าแคบ , พรีก็จัดการได้อย่างง่ายดาย .การควบคุมความหนืดเมื่อพรีาหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น นี้จะเพิ่มความหนืด ซึ่งมักจะได้ผลดีผสมมีประสิทธิภาพในระบบสององค์ประกอบ . นอกจากนี้ยังมีการปรับปรุงการควบคุมหรือการควบคุมของวัสดุแนวโน้มจะลดลง นี้เป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุยูรีเทน .การปรับปรุงความเข้ากันได้รับแรงดึงและการฉีกขาดและเหนือกว่าด้วยคุณสมบัติที่ยากส่วนการพัฒนาจะได้เลื่อนขั้น น้ำหนักโมเลกุลต่ำหรือ diols เอมีนเป็นยืด โซ่ที่ใช้ในการผลิตส่วนที่ยาก น้ำหนักโมเลกุลต่ำ triols ยังใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงอย่างไรก็ตาม องค์ประกอบเหล่านี้ต่ำน้ำหนักโมเลกุลน้ำหนักโมเลกุลสูงมักจะเข้ากันไม่ได้กับเกาะ . พอลิออลที่ด้านข้างของสูตร ต้องกวนตลอดเวลาสำหรับการกระจายชุดของวัตถุเจือปน เช่น ยืด โซ่เป็นพรีสามารถช่วย โดยการบางของห่วงโซ่ Extender ออกจากพอลิออลที่ด้านข้างและเพิ่มเพื่อทำให้ด้านข้างเป็นพรี , จํานวนของความไม่ลงรอยกันในพอลิออลที่ด้านข้างจะลดลง Extender ห่วงโซ่การไกลน้อยได้ถูกเพิ่มไปยังโพลีออล เพิ่มความเป็นไปได้ของการมีโซลูชั่น homogenous .ควบคุมโครงสร้างของพอลิเมอร์prepolymers ยังมีประโยชน์ในการจัดการโครงสร้างของพอลิเมอร์ โดยการเลือกที่เหมาะสมของส่วนผสม และทำ prepolymers ภายใต้แม่นระเบียบเงื่อนไขการควบคุมจะได้รับมากกว่าการสั่งซื้อภายในโครงสร้างพรี .ยังได้รับการควบคุมมากกว่าด้านปฏิกิริยา เช่น allophanate ไบยูเร็ต , และไทรเมอร์ . การควบคุมปฏิกิริยาด้านเหล่านี้ซึ่งมักจะผลิตไม่แตกแขนง ให้เตรียม prepolymers ที่มีความหนืดที่สอดคล้องกันและการ . โดยใช้ prepolymers , ยาก ส่วนการแยกเฟสต้องการในโพลิยูรีเทนอีลาสโตเมอร์สามารถหาได้ง่าย เช่น สามารถมีโครงสร้างควบคุมปฏิกิริยาความร้อนที่เกิดขึ้นในรูปเป็นยูรีเทนพอลิเมอร์ที่สามารถควบคุมได้ โดยก่อนการพรี .ปริมาณความร้อนที่ให้ปิดในการเกิดปฏิกิริยา exotherm จะลดลงเมื่อใช้ prepolymers เพราะพวกเขามีความเข้มข้นต่ำของไอโซไซยาเนต . นอกจากนี้ การลดลงของ exotherm สุดนำไปสู่การลดลงในส่วนของการหดตัวการควบคุม reactivity ผ่าน prepolymers ยังช่วยให้ดีขึ้นไหลเข้าสู่แม่พิมพ์หล่อเหลว . การตอบสนองช้าลงด้วยพรีพอลิออลหรือห่วงโซ่ Extender ให้กระแสเวลาในการผสม และไหลเข้าสู่แม่พิมพ์ คอมเพล็กซ์เต็มก่อน gelling . ในกาว , กาว , และสูตรเคลือบช้าลงประสิทธิภาพของหม้อ prepolymers ผลลัพธ์ในชีวิตอีกต่อไปบางเกาะ เช่น เกาะ polyoxypropylene ได้รอง hydroxyls ซึ่งตอบสนองช้า กว่า hydroxyls หลัก เพื่อใช้ hydroxyls มัธยมได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบการบ่มปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว , ต้องมั่นใจ . การก่อตัวของ prepolymers ยืนยันว่า hydroxyls มัธยมมีเวลาเต็มที่ตอบสนองการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพคุณสมบัติของพอลิเมอร์โดยทั่วไปจะดีขึ้นเมื่อเพิ่มน้ำหนักโมเลกุล โมเลกุลที่สร้าง กับ เวลา อุณหภูมิ หรือ ความร้อน ประวัติศาสตร์ ระบบเดียวส่วนใหญ่ต้องการป้อนข้อมูลทางความร้อนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกายภาพ ยูรีเทนพอลิเมอร์บางงาน เช่น กาว , เคลือบและกาวไม่ปรับตัวกับอุณหภูมิสูง ในโปรแกรมเหล่านี้ ใช้ของพรี แนะนําprepolyrners จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ปฏิกิริยาเต็มของส่วนประกอบของระบบพรีได้ . ส่วนที่เหลือของสูตรปฏิกิริยาสามารถดำเนินการที่อุณหภูมิห้องให้เร็วขึ้นและสมบูรณ์มากขึ้น สะสมน้ำหนักโมเลกุลภัยลดไอไอโซไซยาเนตการสูดไอไอโซไซยาเนตสามารถลดลงได้โดยการใช้ prepolymers . สูงกว่าโมเลกุลของพอลิเมอร์ไอโซไซยาเนตก่อนลดแรงดันไอไอ ซึ่งจะช่วยลดระดับ นี้เป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ TDI .
การแปล กรุณารอสักครู่..
