¿Cuáles son las materias primas de la espuma de poliuretano flexible? 1

La espuma de poliuretano flexible es un material de polímero ampliamente utilizado en muebles, colchones y otros campos. Su excelente elasticidad y comodidad lo convierten en un material importante en la industria moderna. Para comprender la preparación de espuma de poliuretano flexible, primero debemos aclarar su composición de materia prima. Las principales materias primas de espuma de poliuretano flexible incluyen:

1.isocianatos: alifático, cicloalifático, aromático

2. Ooligómero poliolos: poliéster poliols, poliéter poliols (poliételes de poliéter de óxido de propileno, tetrahidrofurano poliéter poliols, otros poliéter poliols), otros poliols

3. Extensores de cadena (Crosslinkers): Extendentes de cadena de tipo amina, extensores de cadena tipo alcohol

4. Catalizadores: catalizadores de amina terciarios, compuestos organometálicos

5. Aditivos: retardantes de llama, antioxidantes, absorbedores de rayos UV, colorantes, plastificantes

Entre estos, el diisocianato de tolueno (TDI) es el isocianato más utilizado. Reacciona con polioles para formar la columna vertebral de poliuretano y, con la ayuda de agentes de soplado y otros aditivos, produce un material suave y poroso. Este artículo presenta por primera vez a TDI.

Diisocianato de tolueno (TDI)

Peso molecular: 174.2

Peso equivalente: 87.1

Funcionalidad (f): 2

Densidad: 1.2244 g/cm³

TDI es el monómero de diisocianato más temprano desarrollado, más utilizado y mayor volumen. Dependiendo de las posiciones de los dos isocianato (–NCO) grupos en el anillo de benceno, se divide en 2,4-tdi y 2,6-tdi.

A temperatura ambiente, TDI es un líquido transparente incoloro o ligeramente amarillo con un fuerte olor irritante. Está disponible comercialmente en tres grados:

*T-65: una mezcla de 65%/35% de 2,4-TDI y 2,6-TDI.

*T-80: una mezcla del 80%/20% (más utilizada y rentable, común en la industria de recubrimientos).

*T-100: >95% 2,4-TDI con 2,6-TDI mínimo (más caro, para usos de alto rendimiento).

Reactividad : Debido al obstáculo estérico del –Grupo CH₃, la posición 4 –NCO es más reactivo que la posición de 2 –NCO. En 50°C, la reactividad difiere aproximadamente 8 veces, igualando alrededor 100°C. Esto se puede usar para diseñar polímeros bien estructurados.

Desventajas : TDI tiene una alta presión de vapor, es volátil y tóxico. A menudo se usa como oligómero para reducir los peligros. Los productos de poliuretano basados ​​en TDI pueden amarillos con el tiempo debido a las reacciones fotoquímicas de los grupos aromáticos, produciendo compuestos que causan colores como quinonas o estructuras azo.

Para la espuma flexible, TDI 80/20 se usa típicamente. El isómero 2,4 reacciona rápidamente, mientras que el isómero 2,6 contribuye al curado de espuma. Los catalizadores ajustan principalmente la reactividad. El mayor contenido de 2,4 aumenta el tiempo de espuma y mejora la suavidad dentro de los límites.

Propiedades de TDI

Densidad relativa (20/4°C): 1.2244

Punto de congelación: TDI-65: 3.5–5.5°C; TDI-80: 11.5–13.5°C; TDI-100: 19.5–21.5°C

Punto de flash (taza abierta): 132°C

Punto de ebullición: 251°C

Índice de refracción (20°C): 1.569

Almacenamiento: sellado con gas inerte (argón/nitrógeno), almacenado en condiciones frías, secas y oscuras

Clasificación de riesgos: Clase 6.1 Sustancia tóxica

Número de la ONU: 2078

Estado físico: líquido incoloro, olor picante, se oscurece con la exposición a la luz

TDI reacciona con agua para formar ácido carbámico inestable, que se descompone en aminas y gases de gas, produciendo espuma. Más gas reduce la densidad de espuma. Las estructuras de urea formadas pueden aumentar la dureza y la resistencia de la espuma, especialmente en fórmulas de baja agua.

Especificaciones y aplicaciones de TDI

T-65: se utiliza principalmente para espuma de poliuretano flexible

T-80: TDI más usado, para espuma y otros productos PU

T-100: TDI de alta pureza para elastómeros, recubrimientos y fibras

Comparación TDI-80 de diferentes fabricantes

Características estructurales de los isocianatos

Los isocianatos son compuestos que contienen –N = C = O grupos. Su fórmula general es:

R–(NCO) ₙ, donde R puede ser alquilo, arilo o cicloalquilo y n & GE; 2 para la síntesis de PU.

Clasificación de isocianato

1. Por número de grupos NCO

Diisocianatos: TDI, MDI, HDI, NDI, PPDI, IPDI, XDI

Poliisocianatos: papi

2. por estructura

Aliphatic: HDI

Cicloalifático: IPDI, HTDI, HMDI

Aromático: TDI, MDI, PAPI, PPDI, NDI

Mecanismo de reacción

TDI reacciona con agua para generar ácido carbámico inestable, que se descompone rápidamente en amina y CO₂. La amina reacciona con exceso de isocianato para formar urea, producir gas y espuma formadora. La urea contribuye a los segmentos rígidos en el polímero, que afecta la densidad de espuma, la dureza y la capacidad de carga.

Fórmula de dosificación TDI

Dosis TDI = [0.1554 × (Valor hidroxilo de PPG + valor ácido) + 9.667 × agua] × Índice de TDI

o = (8.68 + agua × 9.67) × Índice de TDI

Aplicaciones típicas:

Notas:

Rango de índice TDI típico: 95–135. El índice más alto aumenta la dureza de la espuma dentro de los límites.

La segunda parte es sobre los catalizadores, haga clic en el siguiente enlace para leer: https://www.sabtechmachine.com/what- are-the-raw-materials-of-flexible-polyurethane-foam-part-2.html

La tercera parte es sobre otros productos químicos, haga clic en el siguiente enlace para leer: https://www.sabtechmachine.com/what- are-the-raw-materials-of-flexible-polyurethane-foam-part-3.html