पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्सची औष्णिक स्थिरता आणि सुधारणा उपाययोजना

तथाकथितपॉलीयुरेथेनपॉलीयुरेथेनचे संक्षिप्त रूप आहे, जे पॉलीआयसोसायनेट आणि पॉलीऑल यांच्या अभिक्रियेने तयार होते आणि त्याच्या रेणू साखळीवर अनेक पुनरावृत्त अमिनो एस्टर गट (- NH-CO-O -) असतात. प्रत्यक्षात संश्लेषित केलेल्या पॉलीयुरेथेन रेझिन्समध्ये, अमिनो एस्टर गटाव्यतिरिक्त, युरिया आणि बायुरेटसारखे गट देखील असतात. पॉलीऑल हे टोकाला हायड्रॉक्सिल गट असलेले लांब-साखळी रेणू आहेत, ज्यांना "सॉफ्ट चेन सेगमेंट्स" म्हटले जाते, तर पॉलीआयसोसायनेटला "हार्ड चेन सेगमेंट्स" म्हटले जाते.
मऊ आणि कठीण साखळी खंडांपासून तयार होणाऱ्या पॉलीयुरेथेन रेझिन्सपैकी, केवळ अल्प टक्केवारी अमिनो ॲसिड एस्टर्सची असते, त्यामुळे त्यांना पॉलीयुरेथेन म्हणणे योग्य ठरणार नाही. व्यापक अर्थाने, पॉलीयुरेथेन हे आयसोसायनेटचे एक ॲडिटिव्ह आहे.
वेगवेगळ्या प्रकारचे आयसोसायनेट पॉलीहायड्रॉक्सी संयुगांसोबत अभिक्रिया करून पॉलीयुरेथेनच्या विविध संरचना तयार करतात, ज्यामुळे प्लॅस्टिक, रबर, कोटिंग्ज, फायबर, चिकट पदार्थ इत्यादींसारखे विविध गुणधर्म असलेले पॉलिमर पदार्थ मिळतात. पॉलीयुरेथेन रबर
पॉलीयुरेथेन रबर हा रबराचा एक विशेष प्रकार आहे, जो पॉलिइथर किंवा पॉलिस्टरची आयसोसायनेटसोबत अभिक्रिया करून बनवला जातो. कच्च्या मालाचे प्रकार, अभिक्रियेच्या परिस्थिती आणि क्रॉसलिंकिंग पद्धतींमधील फरकांमुळे याचे अनेक प्रकार आढळतात. रासायनिक संरचनेच्या दृष्टिकोनातून, पॉलिस्टर आणि पॉलिइथर असे प्रकार आहेत, आणि प्रक्रिया पद्धतीच्या दृष्टिकोनातून, मिश्रण प्रकार, ओतकाम प्रकार आणि थर्मोप्लास्टिक प्रकार असे तीन प्रकार आहेत.
संश्लेषित पॉलीयुरेथेन रबर सामान्यतः लिनियर पॉलिस्टर किंवा पॉलीइथरची डायआयसोसायनेटसोबत अभिक्रिया करून कमी रेण्वीय वजनाचा प्रीपॉलिमर तयार करून संश्लेषित केला जातो, ज्यावर नंतर साखळी विस्तार अभिक्रिया करून उच्च रेण्वीय वजनाचा पॉलिमर तयार केला जातो. त्यानंतर, योग्य क्रॉसलिंकिंग एजंट्स टाकून त्याला उष्णता देऊन क्युअर केले जाते, ज्यामुळे व्हल्कनाइज्ड रबर तयार होतो. या पद्धतीला प्रीपॉलिमरायझेशन किंवा द्वि-चरण पद्धत म्हणतात.
एक-चरण पद्धत वापरणे देखील शक्य आहे – ज्यामध्ये अभिक्रिया सुरू करण्यासाठी आणि पॉलीयुरेथेन रबर तयार करण्यासाठी लिनियर पॉलिस्टर किंवा पॉलीइथरला डायआयसोसायनेट, चेन एक्सटेंडर आणि क्रॉसलिंकिंग एजंटसह थेट मिसळले जाते.
टीपीयू (TPU) रेणूंमधील ए-सेगमेंटमुळे मॅक्रोमॉलिक्युलर साखळ्यांना फिरणे सोपे होते, ज्यामुळे पॉलीयुरेथेन रबरला चांगली लवचिकता प्राप्त होते, पॉलिमरचा सॉफ्टनिंग पॉइंट आणि सेकंडरी ट्रान्झिशन पॉइंट कमी होतो, तसेच त्याची कडकपणा आणि यांत्रिक शक्ती कमी होते. बी-सेगमेंट मॅक्रोमॉलिक्युलर साखळ्यांच्या फिरण्याला प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे पॉलिमरचा सॉफ्टनिंग पॉइंट आणि सेकंडरी ट्रान्झिशन पॉइंट वाढतो, परिणामी कडकपणा आणि यांत्रिक शक्ती वाढते आणि लवचिकता कमी होते. ए आणि बी यांच्यातील मोलर गुणोत्तर समायोजित करून, वेगवेगळ्या यांत्रिक गुणधर्मांचे टीपीयू तयार केले जाऊ शकतात. टीपीयूच्या क्रॉस-लिंकिंग संरचनेत केवळ प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंगचाच नव्हे, तर रेणूंमधील हायड्रोजन बंधांमुळे तयार होणाऱ्या दुय्यम क्रॉस-लिंकिंगचाही विचार करणे आवश्यक आहे. पॉलीयुरेथेनचा प्राथमिक क्रॉस-लिंकिंग बंध हा हायड्रॉक्सिल रबरच्या व्हल्कनायझेशन संरचनेपेक्षा वेगळा असतो. त्याचे अमिनो एस्टर गट, बायुरेट गट, युरिया फॉर्मेट गट आणि इतर कार्यात्मक गट एका नियमित आणि ठराविक अंतरावर असलेल्या कडक साखळीच्या खंडात रचलेले असतात, ज्यामुळे रबराची एक नियमित जाळीदार रचना तयार होते, ज्यात उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोधकता आणि इतर उत्कृष्ट गुणधर्म असतात. दुसरे म्हणजे, पॉलीयुरेथेन रबरमध्ये युरिया किंवा कार्बामेट गटांसारख्या अनेक अत्यंत एकसंध कार्यात्मक गटांच्या उपस्थितीमुळे, आण्विक साखळ्यांमध्ये तयार होणाऱ्या हायड्रोजन बंधांमध्ये उच्च शक्ती असते आणि हायड्रोजन बंधांद्वारे तयार होणाऱ्या दुय्यम क्रॉसलिंकिंग बंधांचा देखील पॉलीयुरेथेन रबरच्या गुणधर्मांवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. दुय्यम क्रॉस-लिंकिंगमुळे पॉलीयुरेथेन रबरला एकीकडे थर्मोसेटिंग इलास्टोमर्सची वैशिष्ट्ये प्राप्त होतात आणि दुसरीकडे, हे क्रॉस-लिंकिंग खऱ्या अर्थाने क्रॉस-लिंक्ड नसते, ज्यामुळे ते एक आभासी क्रॉस-लिंकिंग बनते. क्रॉस-लिंकिंगची स्थिती तापमानावर अवलंबून असते. तापमान वाढल्यास, हे क्रॉस-लिंकिंग हळूहळू कमकुवत होते आणि नाहीसे होते. पॉलिमरमध्ये एक विशिष्ट प्रवाहीपणा येतो आणि त्यावर थर्मोप्लास्टिक प्रक्रिया केली जाऊ शकते. तापमान कमी झाल्यावर, हे क्रॉस-लिंकिंग हळूहळू पूर्ववत होते आणि पुन्हा तयार होते. थोड्या प्रमाणात फिलर मिसळल्याने रेणूंमधील अंतर वाढते, रेणूंमध्ये हायड्रोजन बंध तयार करण्याची क्षमता कमकुवत होते आणि त्यामुळे शक्तीमध्ये तीव्र घट होते. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की पॉलीयुरेथेन रबरमधील विविध कार्यात्मक गटांच्या स्थिरतेचा उच्च ते निम्न क्रम असा आहे: एस्टर, इथर, युरिया, कार्बामेट आणि बायुरेट. पॉलीयुरेथेन रबरच्या वृद्धी प्रक्रियेदरम्यान, पहिली पायरी म्हणजे बायुरेट आणि युरियामधील क्रॉस-लिंकिंग बंधांचे तुटणे, त्यानंतर कार्बामेट आणि युरियाचे बंध तुटतात, म्हणजेच मुख्य साखळी तुटते.
०१ मऊ करणे
अनेक पॉलिमर पदार्थांप्रमाणेच, पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स उच्च तापमानात मऊ होतात आणि लवचिक अवस्थेतून चिकट प्रवाही अवस्थेत जातात, ज्यामुळे त्यांच्या यांत्रिक शक्तीत झपाट्याने घट होते. रासायनिक दृष्टिकोनातून पाहिल्यास, लवचिकतेचे मऊ होण्याचे तापमान मुख्यत्वे त्याची रासायनिक रचना, सापेक्ष रेणवीय वजन आणि क्रॉसलिंकिंग घनता यांसारख्या घटकांवर अवलंबून असते.
सर्वसाधारणपणे, सापेक्ष आण्विक वजन वाढवणे, कठीण भागाची दृढता (उदा. रेणूमध्ये बेंझिन रिंगचा समावेश करणे) आणि कठीण भागाचे प्रमाण वाढवणे, तसेच क्रॉसलिंकिंग घनता वाढवणे, या सर्व गोष्टी मऊ होण्याचे तापमान वाढवण्यासाठी फायदेशीर ठरतात. थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्समध्ये, आण्विक रचना प्रामुख्याने रेषीय असते आणि सापेक्ष आण्विक वजन वाढवल्यास इलास्टोमरचे मऊ होण्याचे तापमान देखील वाढते.
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्ससाठी, सापेक्ष रेणवीय वजनापेक्षा क्रॉसलिंकिंग घनतेचा प्रभाव अधिक असतो. त्यामुळे, इलास्टोमर्सचे उत्पादन करताना, आयसोसायनेट किंवा पॉलिऑल्सची कार्यक्षमता वाढवून काही लवचिक रेणूंमध्ये उष्णता-स्थिर नेटवर्क रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग संरचना तयार करणे, किंवा लवचिक भागामध्ये स्थिर आयसोसायनेट क्रॉस-लिंकिंग संरचना तयार करण्यासाठी अतिरिक्त आयसोसायनेट प्रमाणाचा वापर करणे, हे इलास्टोमरची उष्णता-प्रतिरोध, द्रावक-प्रतिरोध आणि यांत्रिक शक्ती सुधारण्याचे एक प्रभावी साधन आहे.
जेव्हा PPDI (पी-फेनिलडायसोसायनेट) कच्चा माल म्हणून वापरला जातो, तेव्हा दोन आयसोसायनेट गटांचे बेंझिन रिंगशी थेट जोडणी झाल्यामुळे, तयार झालेल्या हार्ड सेगमेंटमध्ये बेंझिन रिंगचे प्रमाण जास्त असते, ज्यामुळे हार्ड सेगमेंटची दृढता सुधारते आणि परिणामी इलास्टोमरचा उष्णता प्रतिरोध वाढतो.
भौतिक दृष्टिकोनातून पाहिल्यास, इलास्टोमर्सचे मऊ होण्याचे तापमान मायक्रोफेज विलगीकरणाच्या प्रमाणावर अवलंबून असते. अहवालानुसार, ज्या इलास्टोमर्समध्ये मायक्रोफेज विलगीकरण होत नाही, त्यांचे मऊ होण्याचे तापमान खूप कमी असते, ज्यासाठी प्रक्रिया तापमान केवळ सुमारे ७० ℃ असते, तर ज्या इलास्टोमर्समध्ये मायक्रोफेज विलगीकरण होते, त्यांचे तापमान १३०-१५० ℃ पर्यंत पोहोचू शकते. त्यामुळे, इलास्टोमर्समधील मायक्रोफेज विलगीकरणाचे प्रमाण वाढवणे, ही त्यांची उष्णता प्रतिरोधकता सुधारण्यासाठी एक प्रभावी पद्धत आहे.
साखळीच्या खंडांच्या सापेक्ष आण्विक वजन वितरणात आणि कठीण साखळी खंडांच्या प्रमाणात बदल करून इलास्टोमर्सच्या सूक्ष्म-प्रावस्था विलगनाची पातळी सुधारता येते, ज्यामुळे त्यांची उष्णता प्रतिरोधकता वाढते. बहुतेक संशोधकांचा असा विश्वास आहे की पॉलीयुरेथेनमधील सूक्ष्म-प्रावस्था विलगनाचे कारण म्हणजे मऊ आणि कठीण खंडांमधील औष्णिक-गतिकीय विसंगती होय. साखळी विस्तारकाचा प्रकार, कठीण खंड आणि त्याचे प्रमाण, मऊ खंडाचा प्रकार आणि हायड्रोजन बंध या सर्वांचा त्यावर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो.
डायोल चेन एक्सटेंडर्सच्या तुलनेत, MOCA (3,3-डायक्लोरो-4,4-डायमिनोडिफिनाइलमिथेन) आणि DCB (3,3-डायक्लोरो-बायफिनाइलडायमिन) सारखे डायमिन चेन एक्सटेंडर्स इलास्टोमर्समध्ये अधिक ध्रुवीय अमिनो एस्टर गट तयार करतात, आणि हार्ड सेगमेंट्समध्ये अधिक हायड्रोजन बंध तयार होऊ शकतात, ज्यामुळे हार्ड सेगमेंट्समधील आंतरक्रिया वाढते आणि इलास्टोमर्समधील मायक्रोफेज विलगीकरणाची पातळी सुधारते; p, p-डायहायड्रोक्विनोन आणि हायड्रोक्विनोन सारखे सममित ऍरोमॅटिक चेन एक्सटेंडर्स हार्ड सेगमेंट्सच्या सामान्यीकरणासाठी आणि घट्ट पॅकिंगसाठी फायदेशीर आहेत, ज्यामुळे उत्पादनांचे मायक्रोफेज विलगीकरण सुधारते.
अ‍ॅलिफॅटिक आयसोसायनेटपासून तयार झालेल्या अमिनो एस्टर खंडांची सॉफ्ट खंडांशी चांगली सुसंगतता असते, ज्यामुळे अधिक हार्ड खंड सॉफ्ट खंडांमध्ये विरघळतात आणि मायक्रोफेज विलगीकरणाची पातळी कमी होते. अ‍ॅरोमॅटिक आयसोसायनेटपासून तयार झालेल्या अमिनो एस्टर खंडांची सॉफ्ट खंडांशी सुसंगतता कमी असते, तर मायक्रोफेज विलगीकरणाची पातळी अधिक असते. पॉलिओलेफिन पॉलीयुरेथेनमध्ये जवळजवळ संपूर्ण मायक्रोफेज विलगीकरण रचना असते, कारण सॉफ्ट खंड हायड्रोजन बंध तयार करत नाहीत आणि हायड्रोजन बंध केवळ हार्ड खंडातच तयार होऊ शकतात.
इलास्टोमर्सच्या मऊ होण्याच्या बिंदूवर हायड्रोजन बंधनाचा परिणाम देखील लक्षणीय आहे. जरी सॉफ्ट सेगमेंटमधील पॉलीइथर्स आणि कार्बोनिल्स हार्ड सेगमेंटमधील NH सोबत मोठ्या संख्येने हायड्रोजन बंध तयार करू शकतात, तरी त्यामुळे इलास्टोमर्सचे मऊ होण्याचे तापमान देखील वाढते. हे सिद्ध झाले आहे की २०० ℃ तापमानावरही हायड्रोजन बंध ४०% टिकून राहतात.
०२ औष्णिक विघटन
उच्च तापमानावर अमिनो एस्टर गटांचे खालीलप्रमाणे विघटन होते:
- आरएनएचसीओओआर – आरएनसी० एचओ-आर
- RNHCOOR – RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR – RNHR CO2 ene
पॉलीयुरेथेन आधारित पदार्थांच्या औष्णिक विघटनाचे तीन मुख्य प्रकार आहेत:
① मूळ आयसोसायनेट आणि पॉलिऑल तयार करणे;
② α— CH2 बेसवरील ऑक्सिजन बंध तुटतो आणि दुसऱ्या CH2 वरील एका हायड्रोजन बंधाशी संयोग पावतो, ज्यामुळे अमिनो आम्ल आणि अल्कीन तयार होतात. अमिनो आम्लांचे विघटन होऊन एक प्राथमिक अमाइन आणि कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो:
3③ फॉर्म 1 सेकंडरी अमाइन आणि कार्बन डायऑक्साइड.
कार्बामेट संरचनेचे औष्णिक विघटन:
अराइल एनएचसीओ अराइल, ~१२० ℃;
एन-अल्काइल-एनएचसीओ-अराइल, ~१८० ℃;
अराइल एनएचसीओ एन-अल्काइल, ~२०० ℃;
N-अल्काइल-NHCO-एन-अल्काइल, ~250 ℃.
अमिनो आम्ल एस्टरची औष्णिक स्थिरता ही आयसोसायनेट आणि पॉलीओल यांसारख्या प्रारंभिक सामग्रीच्या प्रकारांशी संबंधित आहे. अ‍ॅलिफॅटिक आयसोसायनेटची स्थिरता अ‍ॅरोमॅटिक आयसोसायनेटपेक्षा जास्त असते, तर फॅटी अल्कोहोलची स्थिरता अ‍ॅरोमॅटिक अल्कोहोलपेक्षा जास्त असते. तथापि, उपलब्ध साहित्यानुसार अ‍ॅलिफॅटिक अमिनो आम्ल एस्टरचे औष्णिक विघटन तापमान १६०-१८० ℃ च्या दरम्यान असते आणि अ‍ॅरोमॅटिक अमिनो आम्ल एस्टरचे तापमान १८०-२०० ℃ च्या दरम्यान असते, जे वरील माहितीशी विसंगत आहे. याचे कारण चाचणी पद्धतीशी संबंधित असू शकते.
खरं तर, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या ॲरोमॅटिक MDI आणि TDI च्या तुलनेत ॲलिफॅटिक CHDI (१,४-सायक्लोहेक्झेन डायआयसोसायनेट) आणि HDI (हेक्झामेथिलीन डायआयसोसायनेट) मध्ये अधिक चांगली उष्णता प्रतिरोधकता असते. विशेषतः सममित रचना असलेल्या ट्रान्स CHDI ला सर्वात उष्णता-प्रतिरोधक आयसोसायनेट म्हणून मान्यता मिळाली आहे. त्यापासून तयार केलेल्या पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्समध्ये चांगली प्रक्रियाक्षमता, उत्कृष्ट जलविघटन प्रतिरोध, उच्च मृदूकरण तापमान, कमी काच संक्रमण तापमान, कमी औष्णिक हिस्टेरेसिस आणि उच्च अतिनील किरण प्रतिरोध हे गुणधर्म असतात.
अमिनो एस्टर गटाव्यतिरिक्त, पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्समध्ये युरिया फॉर्मेट, बायुरेट, युरिया इत्यादींसारखे इतर कार्यात्मक गट देखील असतात. उच्च तापमानात या गटांचे औष्णिक विघटन होऊ शकते:
NHCONCOO – (अलिफॅटिक युरिया फॉर्मेट), ८५-१०५ ℃;
- NHCONCOO – (ॲरोमॅटिक युरिया फॉर्मेट), 1-120 ℃ तापमानाच्या श्रेणीत;
- NHCONCONH – (अ‍ॅलिफॅटिक बायुरेट), 10 °C ते 110 °C तापमानाच्या श्रेणीत;
NHCONCONH – (अरोमॅटिक बायुरेट), 115-125 ℃;
NHCONH – (अ‍ॅलिफॅटिक युरिया), 140-180 ℃;
- NHCONH – (अ‍ॅरोमॅटिक युरिया), १६०-२०० ℃;
आयसोसायनुरेट रिंग > 270 ℃.
बायुरेट आणि युरिया-आधारित फॉर्मेटचे औष्णिक विघटन तापमान अमिनोफॉर्मेट आणि युरियापेक्षा खूपच कमी असते, तर आयसोसायनेटमध्ये सर्वोत्तम औष्णिक स्थिरता असते. इलास्टोमर्सच्या उत्पादनात, अतिरिक्त आयसोसायनेट तयार झालेल्या अमिनोफॉर्मेट आणि युरियासोबत पुढे अभिक्रिया करून युरिया-आधारित फॉर्मेट आणि बायुरेटच्या क्रॉस-लिंक्ड संरचना तयार करू शकतात. जरी ते इलास्टोमर्सचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारू शकत असले, तरी ते उष्णतेच्या बाबतीत अत्यंत अस्थिर असतात.
इलास्टोमर्समधील बायुरेट आणि युरिया फॉर्मेटसारखे उष्णतेमुळे अस्थिर असलेले गट कमी करण्यासाठी, त्यांच्या कच्च्या मालाचे प्रमाण आणि उत्पादन प्रक्रियेचा विचार करणे आवश्यक आहे. अतिरिक्त आयसोसायनेट प्रमाणाचा वापर करावा आणि कच्च्या मालामध्ये (मुख्यतः आयसोसायनेट्स, पॉलिओल्स आणि चेन एक्सटेंडर्स) प्रथम आंशिक आयसोसायनेट रिंग्ज तयार करण्यासाठी इतर पद्धतींचा शक्य तितका वापर करावा, आणि नंतर सामान्य प्रक्रियेनुसार त्यांना इलास्टोमरमध्ये समाविष्ट करावे. उष्णता-प्रतिरोधक आणि ज्वाला-प्रतिरोधक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स तयार करण्यासाठी ही सर्वात सामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत बनली आहे.
०३ जलविघटन आणि औष्णिक ऑक्सिडीकरण
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्समध्ये उच्च तापमानात त्यांच्या कठीण भागांमध्ये औष्णिक विघटन आणि मऊ भागांमध्ये संबंधित रासायनिक बदल होण्याची शक्यता असते. पॉलिस्टर इलास्टोमर्समध्ये पाण्याची प्रतिकारशक्ती कमी असते आणि उच्च तापमानात जलविघटन होण्याची अधिक तीव्र प्रवृत्ती असते. पॉलिस्टर/टीडीआय/डायअमाइनचे सेवा आयुष्य ५० ℃ तापमानात ४-५ महिने, ७० ℃ तापमानात फक्त दोन आठवडे आणि १०० ℃ पेक्षा जास्त तापमानात केवळ काही दिवस टिकू शकते. गरम पाणी आणि वाफेच्या संपर्कात आल्यावर एस्टर बंधांचे विघटन होऊन संबंधित आम्ल आणि अल्कोहोल तयार होऊ शकतात, तसेच इलास्टोमर्समधील युरिया आणि अमिनो एस्टर गटांमध्येही जलविघटन प्रतिक्रिया होऊ शकतात.
RCOOR H20- → RCOOH HOR
एस्टर अल्कोहोल
एक RNHCONHR एक H20- → RXHCOOH H2NR -
युरियामाइड
One RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
अमिनो फॉर्मेट एस्टर अमिनो फॉर्मेट अल्कोहोल
पॉलीइथर आधारित इलास्टोमर्समध्ये थर्मल ऑक्सिडेशन स्थिरता कमी असते, आणि इथर आधारित इलास्टोमर्समध्ये कार्बन अणूवरील हायड्रोजन सहजपणे ऑक्सिडाइज होऊन हायड्रोजन पेरॉक्साइड तयार होतो. पुढील विघटन आणि विखंडनानंतर, ते ऑक्साइड रॅडिकल्स आणि हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्स तयार करते, जे अखेरीस फॉर्मेट्स किंवा अल्डीहाइड्समध्ये विघटित होतात.
वेगवेगळ्या पॉलिस्टरचा इलास्टोमरच्या उष्णता-प्रतिरोधकतेवर फारसा परिणाम होत नाही, तर वेगवेगळ्या पॉलिइथरचा निश्चितच प्रभाव पडतो. TDI-MOCA-PTMEG च्या तुलनेत, 121 ℃ तापमानात 7 दिवस ठेवल्यावर TDI-MOCA-PTMEG चा ताणशक्ती टिकवून ठेवण्याचा दर अनुक्रमे 44% आणि 60% आहे, ज्यात नंतरचा दर आधीच्या दरापेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगला आहे. याचे कारण असे असू शकते की PPG रेणूंमध्ये शाखा-साखळ्या असतात, ज्या लवचिक रेणूंच्या नियमित मांडणीसाठी अनुकूल नसतात आणि लवचिक वस्तूची उष्णता-प्रतिरोधकता कमी करतात. पॉलिइथरच्या औष्णिक स्थिरतेचा क्रम असा आहे: PTMEG>PEG>PPG.
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्समधील युरिया आणि कार्बामेटसारखे इतर कार्यात्मक गट देखील ऑक्सिडेशन आणि हायड्रोलिसिस अभिक्रियांमधून जातात. तथापि, इथर गटाचे सर्वात सहजपणे ऑक्सिडेशन होते, तर एस्टर गटाचे सर्वात सहजपणे हायड्रोलिसिस होते. त्यांच्या अँटिऑक्सिडेंट आणि हायड्रोलिसिस प्रतिकारशक्तीचा क्रम खालीलप्रमाणे आहे:
अँटिऑक्सिडंट क्रियाशीलता: एस्टर > युरिया > कार्बामेट > ईथर;
जलविघटन प्रतिरोध: एस्टर
पॉलीइथर पॉलीयुरेथेनचा ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेनचा हायड्रोलिसिस प्रतिरोध सुधारण्यासाठी, ॲडिटिव्ह्ज देखील टाकले जातात, जसे की PTMEG पॉलीइथर इलास्टोमरमध्ये १% फिनोलिक अँटिऑक्सिडंट इरगॅनॉक्स१०१० (Irganox1010) टाकणे. अँटिऑक्सिडंट्सशिवायच्या तुलनेत या इलास्टोमरची ताणशक्ती ३-५ पटीने वाढवता येते (१५००°C तापमानावर १६८ तास एजिंग केल्यानंतरचे चाचणी परिणाम). परंतु प्रत्येक अँटिऑक्सिडंटचा पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्सवर परिणाम होत नाही, केवळ फिनोलिक इरगॅनॉक्स १०१० आणि टोपॅनऑल०५१ (TopanOl051) (फिनोलिक अँटिऑक्सिडंट, हिंडर्ड अमाइन लाइट स्टॅबिलायझर, बेंझोट्रायझोल कॉम्प्लेक्स) यांचेच लक्षणीय परिणाम दिसून येतात, आणि यांपैकी इरगॅनॉक्स १०१० सर्वोत्तम आहे, कारण फिनोलिक अँटिऑक्सिडंट्सची इलास्टोमर्ससोबत चांगली सुसंगतता असते. तथापि, फिनोलिक अँटिऑक्सिडंट्सच्या स्थिरीकरण यंत्रणेमध्ये फिनोलिक हायड्रॉक्सिल गटांची महत्त्वाची भूमिका असल्यामुळे, प्रणालीतील आयसोसायनेट गटांसोबत या फिनोलिक हायड्रॉक्सिल गटांची अभिक्रिया आणि 'अपयश' टाळण्यासाठी, आयसोसायनेट आणि पॉलिऑल्सचे प्रमाण खूप जास्त नसावे, आणि अँटिऑक्सिडंट्स प्रीपॉलिमर्स व चेन एक्सटेंडर्समध्ये समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. जर ते प्रीपॉलिमर्सच्या उत्पादनादरम्यान समाविष्ट केले गेले, तर त्याचा स्थिरीकरण परिणामावर मोठा परिणाम होईल.
पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्सचे जलविघटन रोखण्यासाठी वापरले जाणारे अ‍ॅडिटीव्ह्ज प्रामुख्याने कार्बोडायमाइड संयुगे असतात. ही संयुगे पॉलीयुरेथेन इलास्टोमरच्या रेणूंमधील एस्टरच्या जलविघटनातून निर्माण होणाऱ्या कार्बोक्सिलिक आम्लांसोबत अभिक्रिया करून अ‍ॅसिल युरिया डेरिव्हेटिव्ह्ज तयार करतात, ज्यामुळे पुढील जलविघटन थांबते. २% ते ५% वस्तुमान प्रमाणात कार्बोडायमाइड मिसळल्यास पॉलीयुरेथेनची जलस्थिरता २ ते ४ पटीने वाढू शकते. याव्यतिरिक्त, टर्ट ब्यूटिल कॅटेकोल, हेक्सामेथिलीनटेट्रामाइन, अ‍ॅझोडायकार्बोनामाइड इत्यादींमध्येही जलविघटन रोखण्याचे काही प्रमाणात परिणाम दिसून येतात.
०४ मुख्य कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स हे वैशिष्ट्यपूर्ण मल्टी-ब्लॉक कोपॉलिमर्स आहेत, ज्यात खोलीच्या तापमानापेक्षा कमी ग्लास ट्रान्झिशन तापमान असलेले लवचिक भाग आणि खोलीच्या तापमानापेक्षा जास्त ग्लास ट्रान्झिशन तापमान असलेले ताठ भाग यांनी बनलेल्या आण्विक साखळ्या असतात. त्यांपैकी, ऑलिगोमेरिक पॉलीओल्स लवचिक भाग तयार करतात, तर डायआयसोसायनेट्स आणि लहान रेणूंचे चेन एक्सटेंडर्स ताठ भाग तयार करतात. लवचिक आणि ताठ साखळी भागांची अंतर्भूत रचना त्यांची अद्वितीय कार्यक्षमता ठरवते:
(1) सामान्य रबराची कठीणता श्रेणी साधारणपणे शाओर A20-A90 च्या दरम्यान असते, तर प्लॅस्टिकची कठीणता श्रेणी सुमारे शाओर A95 ते शाओर D100 असते. पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स फिलरच्या मदतीशिवाय शाओर A10 इतक्या कमी आणि शाओर D85 इतक्या उच्च पातळीपर्यंत पोहोचू शकतात;
(2) कठीणपणाच्या विस्तृत श्रेणीमध्येही उच्च सामर्थ्य आणि लवचिकता टिकवून ठेवता येते;
(3) उत्कृष्ट झीज प्रतिरोधकता, नैसर्गिक रबरापेक्षा २-१० पट जास्त;
(4) पाणी, तेल आणि रसायनांना उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती;
(5) उच्च आघात प्रतिरोध, थकवा प्रतिरोध आणि कंपन प्रतिरोध, उच्च-वारंवारता वाकण्याच्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य;
(6) कमी तापमानाला चांगला प्रतिकार, -३० ℃ किंवा -७० ℃ पेक्षा कमी तापमानात ठिसूळपणा;
(7) यात उत्कृष्ट उष्णतारोधक क्षमता आहे आणि कमी औष्णिक वाहकतेमुळे रबर आणि प्लास्टिकच्या तुलनेत याचा उष्णतारोधक प्रभाव अधिक चांगला असतो;
(8) चांगली जैवसुसंगतता आणि रक्त गोठण्यास प्रतिबंध करणारे गुणधर्म;
(9) उत्कृष्ट विद्युतरोधकता, बुरशीरोधकता आणि अतिनील किरणांपासून स्थिरता.
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्सना सामान्य रबराप्रमाणेच प्लॅस्टिकीकरण, मिश्रण आणि व्हल्कनीकरण यांसारख्या प्रक्रिया वापरून आकार दिला जाऊ शकतो. त्यांना ओतून, केंद्रापसारक मोल्डिंग किंवा फवारणीद्वारे द्रव रबराच्या स्वरूपातही साच्यात ओतता येते. तसेच, इंजेक्शन, एक्सट्रूजन, रोलिंग, ब्लो मोल्डिंग आणि इतर प्रक्रिया वापरून त्यांना दाणेदार पदार्थांच्या रूपातही आकार देता येतो. अशा प्रकारे, यामुळे केवळ कामाची कार्यक्षमताच सुधारत नाही, तर उत्पादनाची आकारमान अचूकता आणि स्वरूपदेखील सुधारते.