المفهوم الأساسي Q&A حول مادة البولي يوريثين (الجزء الثالث)

1. كيف يؤثر هيكل استرات الأيزوسيانات على تفاعل مجموعة NCO؟

   إجابة:

   A. السالبية الكهربية للمجموعة R: إذا كانت المجموعة R عبارة عن مجموعة تسحب الإلكترون، فإن كثافة السحابة الإلكترونية حول ذرة C في المجموعة -NCO تنخفض، مما يجعلها أكثر عرضة للهجوم النووي، أي أكثر عرضة للتفاعلات النووية مع المركبات. مثل الكحولات والأمينات. إذا كانت R عبارة عن مجموعة مانحة للإلكترون، فمن خلال نقل سحابة الإلكترون، تزداد كثافة سحابة الإلكترون حول ذرة C في مجموعة -NCO، مما يجعلها أقل عرضة للهجوم النووي، مما يؤدي إلى انخفاض التفاعل مع المركبات التي تحتوي على الهيدروجين النشط.

   B. التأثير الاستقرائي: يحتوي ثنائي إيزوسيانات العطرية على مجموعتين من NCO. عندما تشارك مجموعة -NCO الأولى في التفاعل، تعمل مجموعة -NCO غير المتفاعلة كمجموعة سحب الإلكترون بسبب تأثير اقتران الحلقة العطرية، مما يعزز تفاعل مجموعة NCO الأولى. ويسمى هذا التأثير بالتأثير الاستقرائي.

   C. تأثير العائق الفراغي: في ثنائي إيزوسيانات العطرية، إذا كانت مجموعتا NCO على نفس الحلقة العطرية، فإن تأثير مجموعة NCO واحدة على تفاعل مجموعة NCO الأخرى غالبًا ما يكون كبيرًا. ومع ذلك، عندما تكون المجموعتان NCO على حلقات عطرية مختلفة داخل نفس الجزيء، أو عندما تكون مفصولة بسلاسل ألكيل أو حلقات عطرية، فإن تأثيرهما المتبادل يكون ضئيلًا، ويتناقص مع زيادة طول سلسلة الألكيل أو عدد الحلقات العطرية.

2. أنواع المركبات التي تحتوي على الهيدروجين النشط وتفاعلها مع NCO:

   الجواب: الأليفاتية NH2 > العطرية NH2 > الابتدائية أوه > ماء > الثانوية اوه > الفينول أوه > الكربوكسيلات > اليوريا البديلة > الأميد > أمينوفورمات. (إذا كانت كثافة السحابة الإلكترونية للمركز المحب للنواة أعلى، تكون سالبيتها الكهربية أقوى، مما يؤدي إلى تفاعل أعلى مع الأيزوسيانات ومعدلات تفاعل أسرع؛ وعلى العكس، يكون التفاعل أقل.)

3. تأثير مركبات الهيدروكسيل على تفاعلها مع استرات الايزوسيانات:

   الجواب: إن تفاعل المركبات التي تحتوي على الهيدروجين النشط (ROH أو RNH2) يرتبط بطبيعة R. عندما تكون R مجموعة تسحب الإلكترون (منخفضة السالبية الكهربية)، يكون نقل ذرات الهيدروجين أمرًا صعبًا، مما يجعل تفاعل مركبات الهيدروجين النشطة مع NCO صعبًا نسبيًا؛ إذا كان R بديلاً يتبرع بالإلكترون، فيمكنه تعزيز تفاعل مركبات الهيدروجين النشطة مع NCO.

4. ما هو الغرض من التفاعل بين استرات الأيزوسيانات والماء؟

   الجواب: هو أحد التفاعلات الأساسية لتحضير بلاستيك رغوة البولي يوريثان. يتكون التفاعل بينهما أولاً من حمض الكرباميك غير المستقر، والذي يتحلل بعد ذلك إلى ثاني أكسيد الكربون وأمين. إذا كان هناك فائض من استر الايزوسيانات، فإن الأمين المتولد سوف يتفاعل مع استر الايزوسيانات لتكوين اليوريا.

5. عند تحضير اللدائن البولي يوريثين، يجب التحكم بدقة في محتوى الرطوبة في البوليول.

    الإجابة: بالنسبة لللدائن والطلاءات والألياف التي لا يكون فيها وجود فقاعات أمرًا مرغوبًا فيه، يجب التحكم بدقة في محتوى الرطوبة في المواد الخام، وعادةً ما يتطلب ذلك أن يكون أقل من 0.05%.