ما هي الاختلافات في مبادئ التفاعل والنتائج بين البولي يوريثين المعتمد على البوليستر والبولي يوريثين المعتمد على البولي إيثر؟

1. مبادئ رد الفعل

يتم الحصول على مادة البولي يوريثين القائمة على البوليستر عن طريق تفاعل البوليستر والإيزوسيانات. يتم تصنيع البوليستر عن طريق تفاعل تكثيف الأحماض متعددة الوظائف (مثل حمض الأديبيك، وحمض الفثاليك، وحمض السكسينيك، وما إلى ذلك) والبوليولات (مثل جلايكول الإيثيلين، والبروبيلين جليكول، وثلاثي ميثيلول بروبان، وما إلى ذلك). يمكن تقسيم البوليستر إلى بوليستر هيدروكسيل وبوليستر كربوكسيل. يتم تصنيع رغوة البولي يوريثان باستخدام بوليستر الهيدروكسيل مع كمية زائدة من البوليولات.

بوليستر الهيدروكسيل (البوليول الزائد): 2OH-R-OH + HOOC-R'-COOH → HO-R-OCO-R'-COO-R-OH

بوليستر الكربوكسيل (متعدد الأحماض الزائد): OH-R-OH + 2HOOC-R'-COOH → HOOC-R'-COO-R-OCO-R'-COOH

يتم الحصول على البولي يوريثين القائم على البولي إيثر عن طريق تفاعل بوليول إيثر وإيزوسيانات. يتم الحصول على بوليولات البولي إيثر عن طريق بلمرة فتح الحلقة لمركبات الأوكسيران (مثل أكسيد الإيثيلين، وأكسيد البروبيلين) باستخدام مواد بادئة تحتوي على هيدروجين نشط (مثل الكحولات والأمينات).

بوليولات البولي إيثر: R-OH + nPO → R-(-O-CH-CH3-CH2-O)n-H

يتكون كلا النوعين من البولي يوريثان أخيرًا من تفاعل مجموعات الهيدروكسيل مع الأيزوسيانات لإنتاج مجموعات يوريتان:

R-NCO + R'-OH → RNHCOOR'

لذا، فإن الاختلاف الرئيسي في آلية التفاعل بين نوعي البولي يوريثين يكمن في ما إذا كانت السلسلة الجزيئية ذات الجزء الناعم تحتوي بشكل أساسي على روابط إستر (-COO-) أو روابط إيثر (-C-O-C-).

2. نتائج رد الفعل

يتمتع البولي يوريثين القائم على البوليستر بقوة ميكانيكية عالية ومقاومة جيدة للزيت ومقاومة للحرارة. ولذلك، فهو يستخدم بشكل رئيسي في نعال الأحذية الرغوية الصغيرة المسامية، واللدائن، والطلاءات، والجلود الاصطناعية. ومع ذلك، نظرًا لوجود روابط إستر (روابط مزدوجة غير مشبعة)، فإن البولي يوريثان القائم على البوليستر ليس مستقرًا من حيث مقاومة التحلل المائي، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة الأكسدة، ومقاومة الأحماض، ومقاومة القلويات مثل البولي يوريثان القائم على البولي إيثر.

3. اتجاهات التنمية

بسبب اللزوجة العالية لبوليولات البوليستر، وضعف التوافق مع المكونات الأخرى، وصعوبة البناء، إلى جانب ارتفاع تكاليف المواد الخام، فإن تطبيقه في مجال البولي يوريثان محدود. من ناحية أخرى، فإن مادة البولي يوريثين القائمة على البولي إيثر لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، وخاصة في اللدائن الرغوية الاصطناعية.

في السنوات الأخيرة، لتحسين قابلية معالجة بوليولات البوليستر، تم إدخال مركبات الأوكسيران (مثل PO/EO) في جزيئات بوليول البوليستر. وينتج عن ذلك سلاسل جزيئية ناعمة تحتوي على روابط إستر (-COO-) وروابط إيثر (-C-O-C-). تتميز البولي يوريثان المصنوعة من هذه البوليولات الجديدة بخصائص كل من البولي يوريثان المعتمد على البوليستر والبولي إيثر.