Xơ POLYRETHANE
Ngành dệt vải phát triển nhanh, mạnh. Nhu cầu đòi hỏi phải có những vật liệu mới, đáp ứng yêu cầu về tính chất và khả năng phổ dụng.
PU Foam là Nhựa tổng hợp dạng bọt cứng, được tạo thành từ hai thành phần hóa học chính Polyol & Isocyanate gọi dể hiểu là chất A và chất B, để đạt được độ cứng cũng như tỉ trọng ở mỗi dự án, hai loại hóa chất này phải tuân theo tỉ lệ pha trộn nhất định....
Xơ POLYURETHANE
PHẦN I : GIỚI THIỆU
Ngành dệt phát triển nhanh,mạnh.Nhu cầu
đòi hỏi phải có những loại vật liệu mới ,
đáp ứng yêu cầu về tính chất và khả năng
phổ dụng.
BAN ĐẦU:
Lời giải cho vấn đề là cao su thiên nhiên.
NHƯNG…..
Nhược điểm của cao su thiên
nhiên lưu hóa:
Chiều dài giới hạn
Tần suất hoạt động kém
Khó nhuộm
Dễ bị oxy hóa
Trong khi đó,nhu cầu CẦN:
Độ đàn hồi như cao su
Có thể kéo sợi với đường kính 50-100μm
Độ giãn dài 400%
Độ khôi phục: TUYỆT ĐỐI
Không bị phá hủy trong quá trình gia công
Chịu nhiệt – 200 độ C trong thời gian ngắn.
Có thể nhuộm
Có các tính chất lý hóa phù hợp đặc điểm sinh
hóa con người
Và Polyurethane thỏa mãn hầu hết các yêu
cầu trên.
Phần giới thiệu sơ lượt về Polyurethane
1/Lịch sử:
+1937 Hóa học về Polyurethane được nghiên cứu
lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Đức
Friedrich Bayer
noi them1
+1940 Lần đầu tiên,Polyurethane đàn hồi được
sản xuất.noithem2
+1953 Thương phẩm đầu tiên của bọt dẻo
Polyurethane xuất hiện ở Mỹ
Và cuối thập niên 50 thì xuất hiện những loại dẻo
hơn ,rẻ hơn.Qua nhiều năm,việc cải tiến
Polyurethane được phát triển bao gồm sợi
Spandex , vải PU,nhựa nhiệt dẻo.
Cấu tạo cơ bản của Polyurethan:
Bao gồm 3 phần chính:
+Phần kém linh động
Cấu tạo là các hợp chất Polyure mạch vòng,trong đó chủ
yếu là diisocyanate thơm
Liên kết chặc chẽ tạo thành từng vùng,cụm trong xơ(tiểu
đảo)
Kích thước tiểu đảo rất nhỏ(30-100nm)
+Phần linh động :
➢
Cấu tạo bởi các polyethe hay polyeste đồng trùng
hợp
➢
Chiếm 60-90% khối lượng
➢
Tồn tại vô định hình trong xơ
➢
Khi không tải các mạch dạng cuộn xoắn,đoạn ở
trạng thái vô định hình
➢
Khi chịu tải,chuyển sang mạch thẳng,các đoạn mạch
hình thành cấu trúc tinh thể (tăng độ bền của xơ)
+Phần mở rộng:
Có thể là khung cứng hay phần linh động,tùy theo yêu
cầu sản xuất.
Ban đầu
Khi tác dụng lực theo phương ngang
Việc sản xuất ra Polyurethane có thể khái quát như sau:
Polyol + Diisocyanate + Phần mở rộng và các chất phụ gia
--> Polyurethane
Mô tả :
Giai đoạn 1: diisocyanate phản ứng với polyol trong pha
lỏng hình thành cao phân tử có khối lượng từ 15000 đến
20000 dvc gọi là prepolymer .Sự hình thành prepolymer
làm tăng độ nhớt của dung dịch phản ứng hay các phần
tử khác có nhiệt độ nóng chảy thấp.
Sau đó,ở giai đoạn 2 : nó được cho phản ứng với phần
mở rộng là các diol hay diamin để hình thành
polyurethane
A/ Polyol :Là những hợp chất bao gồm nhiều nhóm alcohol
(OH).Và những alcohol được dùng cho tổng hợp PU là
Polyether
Chúng được tạo ra thông qua quá trình trùng hợp alkylene
oxide.Chúng là hợp chất cao phân tử ,có độ nhớt cao.Các
polyether polyol được dùng bao gồm : polyethylene
glycol,polypropylene glycol và polytetramethylene
glycol.Những nguyên liệu này được dùng phổ biến cho
việc tạo PU dùng cho sản xuất mút dẻo và nhựa nhiệt dẻo
Polyester polyol cũng được sử dụng cho việc sản xuất
PU.Nó có thể lấy từ trong việc sản xuất acid terephthalic
.Chúng được tao ra bởi phản ứng giữa acid cacbonxylic
thơm bão hòa và các diol
Tuy nhiên,hiện nay nó đã được thay thế hoàn toàn bằng
polyether do giá thành rẻ hơn.
1,4-Butanediol
Propanol, 3-methoxy
1,3-Butanediol
......
b/Isocyanate:Một trong những nguyên liệu quan trọng
nhất trong sản suất PU là diisocyanate.Chúng là hợp chất
đặc trưng bởi nhóm NCO-phản ứng mạnh mẽ với
alcohol.Được sử dụng rộng rãi trong việc sản suất PU là
toluen diisocyanate (TDI) và isocyanate trùng hợp
(PMDI).Trong đó,TDI được tao ra bởi phản ứng cộng
nhóm nitrogen trên toluen,phản ứng xảy ra với hidro sẽ
tạo ra diamine và ngăn chặn những đồng phân không
mong muốn.Còn PMDI được lấy từ phản ứng phostgen
của anilin formaldehyde.Ngoài những nguyên liệu như các
iscyanate này,còn có 1,5-naphthalene diisocyanate và
bitolylene diisocyanate.Những nguyên liệu đắt tiền hơn
này cung cấp nhiệt độ nóng chảy lớn hơn, các phân
đoạn cứng hơn của PU đàn hồi.
Ví dụ:
1,5-dimethyl-3-ethoxycarbonylpyrazole
1,3-Dimethyl-5-ethyluracil
Hexane, 1,6-diisocyanato
.............
C/Phần mở rộng:Phần mở rộng ảnh hưởng đến tính tan
của polyurethane.Phần mở rộng ảnh hưởng đến tính chất
của Polyurethane.
Các phần mở rông là diamin thì làm cho PU có thể tan
được.Ví dụ như : ethylene diamin,propilene diamin
,xyclohexylene diamin.
Ngoài ra chúng còn được dùng để tăng khả năng bắt màu
của PU , tăng hiệu suất quá trình phản ứng tạo Polyme và
giảm thiểu chất gây độc hại( lượng phản ứng dư của
diisocyanate
Các phần mở rộng là monoamin và diankyl thì giúp cho
quá trình đông tụ,dễ kiểm soát khối lượng phân tử của
polyme.
Các diol(ethylene glycol hay propylene glicol) tạo các
polyurethane dùng cho kéo sợi.Nó làm cho polyurethane
có nhiệt độ nóng chảy thấp.
