Síntesis de prepolímeros de espuma de poliuretano (Parte dos)

Para los elastómeros de espuma de poliuretano, como la espuma microcelular de PU, los prepolímeros se usan comúnmente como base y se someten a curado de reticulación para formar una red de polímeros tridimensionales. Las propiedades físicas y mecánicas de tales polímeros están influenciadas en gran medida por la densidad de reticulación. En otras palabras, cuanto mayor sea el peso molecular entre los puntos de reticulación, mejor será la resiliencia del elastómero de poliuretano, aunque el módulo mecánico disminuye. Por lo tanto, calcular con precisión la densidad de reticulación de estos polímeros es esencial para controlar el rendimiento del producto. Se recomienda la siguiente ecuación (11-14) para este propósito:

MNC = 100 × 24 × P.ej × [(WV + WG) / (WV × P.ej × D - 100 × 42 × Wg)]  (11-14)

Dónde:

Peso molecular promedio número de MNC entre puntos de enlace transversal

Por ejemplo: equivalente del reticulador (equivalente molar)

WV: cantidad de prepolímero utilizado

WG: cantidad de reticulador utilizado

D: contenido de NCO

[Ejemplo]

100 partes del prepolímero con contenido NCO al 5,8% se curan con 11 partes de MOCA. ¿Cuál es la densidad de reticulación del elastómero de fundición de poliuretano curado?

Dado:

WV = 100 partes; D = 5.8; Wg = 11 partes; Eg = 267/2 = 133.5

Uso de la ecuación (11-14):

MNC = 100 × 42 × 133.5 × [(100 + 11) / (100 × 133.5 × 5.8 - 100 × 42 × 11)] = 1992.9

Si se requiere una densidad de reticulación específica en la síntesis de poliuretano, uno debe determinar de antemano cuánto reticulador agregar. Al reorganizar la ecuación (11-14), se puede derivar la siguiente fórmula (11-15) para calcular la cantidad requerida de WG:

Wg = (por ejemplo × Wv) / ((100 × 42) × [(MNC × D - 100 × 42) / (mnc + eg)]  (11-15)

[Ejemplo]

Se debe curar un prepolímero con 100 partes y un contenido de NCO libre de 7.2% para lograr un elastómero con un peso molecular entre los puntos de reticulación de 5000. ¿Cuánto se necesita MOCA?

Dado:

Eg = 133.5; WV = 100; MNC = 5000; D = 7.2

Uso de la ecuación (11-15):

Wg = (133.5 × 100) / (100 × 42) × [(5000 × 7.2 - 100 × 42) / (5000 + 133.5)] = 19.7 partes

Es importante tener en cuenta que las ecuaciones (11-14) y (11-15) solo son aplicables a los prepolímeros lineales. Para los productos de espuma de poliuretano con mayor ramificación, el cálculo de la densidad de reticulación debe considerar la pérdida de gases reactivos y el número total de sitios de reticulación de todos los reactivos. Para estos sistemas, la ecuación (11-16) debe usarse para determinar el peso molecular entre los puntos de reticulación:

Mnc = (& suma; NWN - WJ) / & SUM; N (WN / EN) (FN - 2)  (11-16)

Dónde:

WN: Cantidad de cada reactivo excluyendo gas

WJ: cantidad de gas producida

EN: equivalente (molar equivalente) de cada reactivo excluyendo gas

FN: Funcionalidad de cada reactivo excluyendo gas