Concept de base Q&A sur le polyuréthane (troisième partie)

1. Comment la structure des esters isocyanates affecte-t-elle la réactivité du groupe NCO ?

   Réponse:

   A. Electronégativité du groupe R : si le groupe R est un groupe attracteur d'électrons, la densité du nuage d'électrons autour de l'atome de C dans le groupe -NCO est réduite, le rendant plus sensible aux attaques nucléophiles, c'est-à-dire plus sujet aux réactions nucléophiles avec les composés. comme les alcools et les amines. Si R est un groupe donneur d'électrons, par transfert de nuage d'électrons, la densité du nuage d'électrons autour de l'atome de C dans le groupe -NCO augmente, le rendant moins sensible aux attaques nucléophiles, entraînant une diminution de la réactivité avec les composés contenant de l'hydrogène actif.

   B. Effet inductif : Les diisocyanates aromatiques contiennent deux groupes NCO. Lorsque le premier groupe -NCO participe à une réaction, le groupe -NCO n'ayant pas réagi agit comme un groupe attracteur d'électrons en raison de l'effet de conjugaison du cycle aromatique, améliorant la réactivité du premier groupe NCO. Cet effet est appelé effet inductif.

   C. Effet d'encombrement stérique : Dans les diisocyanates aromatiques, si les deux groupes -NCO sont sur le même cycle aromatique, l'influence d'un groupe NCO sur la réactivité de l'autre groupe NCO est souvent significative. Cependant, lorsque les deux groupes NCO se trouvent sur des cycles aromatiques différents au sein de la même molécule, ou lorsqu'ils sont séparés par des chaînes alkyle ou des cycles aromatiques, leur influence mutuelle est minime et diminue avec l'augmentation de la longueur de la chaîne alkyle ou du nombre de cycles aromatiques.

2. Types de composés contenant de l'hydrogène actif et leur réactivité avec NCO:

   Réponse : NH aliphatique2 > Aromatique NH2 > OH primaire > Eau > Secondaire OH > Phénolique OH > Carboxylate > Urée substituée > Amide > Aminoformate. (Si la densité du nuage électronique du centre nucléophile est plus élevée, son électronégativité est plus forte, ce qui entraîne une réactivité plus élevée avec les isocyanates et des vitesses de réaction plus rapides ; à l'inverse, la réactivité est plus faible.)

3. L'influence des composés hydroxyles sur leur réactivité avec les esters isocyanates:

   Réponse : La réactivité des composés contenant de l'hydrogène actif (ROH ou RNH2) est liée à la nature de R. Lorsque R est un groupe attracteur d'électrons (faible électronégativité), le transfert des atomes d'hydrogène est difficile, ce qui rend la réaction des composés à hydrogène actif avec NCO relativement difficile ; si R est un substituant donneur d'électrons, il peut améliorer la réactivité des composés à hydrogène actif avec NCO.

4. Quel est le but de la réaction entre les esters isocyanates et l’eau ?

   Réponse : C’est l’une des réactions fondamentales pour la préparation des plastiques en mousse de polyuréthane. La réaction entre eux forme d’abord de l’acide carbamique instable, qui se décompose ensuite en CO2 et en amine. S'il y a un excès d'ester isocyanate, l'amine générée réagira avec l'ester isocyanate pour former de l'urée.

5. Lors de la préparation d’élastomères polyuréthanes, la teneur en humidité du polyol doit être strictement contrôlée.

    Réponse : Pour les élastomères, les revêtements et les fibres pour lesquels la présence de bulles n'est pas souhaitée, la teneur en humidité des matières premières doit être strictement contrôlée, exigeant généralement qu'elle soit inférieure à 0,05 %.