Production de prépolymères à base de polyéther et leur procédé de moussage

Dans les applications industrielles, les méthodes de fabrication des prépolymères de différentes qualités diffèrent en fonction des exigences du processus de moussage et des performances du produit final. Outre les variations dans les matières premières et les formulations, les techniques de fabrication des prépolymères à base de polyéther se répartissent généralement en trois types distincts : la ramification biuret, la ramification carbamate et la ramification uréthane.

(1) Prépolymères ramifiés Biuret

Cette méthode consiste à ajouter une quantité spécifique d'eau (par exemple 0,4 %) au polypropylène glycol, qui réagit avec l'isocyanate pour former des groupes urée. La réaction de l'isocyanate avec l'hydrogène actif crée alors des branches de biuret, renforçant la résistance du gel lors du moussage.

Une formulation typique consiste à mélanger 100 parties de polyéther difonctionnel avec une quantité appropriée d'eau pour obtenir une teneur totale en eau de 0,4 %. Le mélange est chauffé à 35–40°C pendant 30 minutes. Ensuite, le premier lot de TDI (diisocyanate de toluène) est ajouté sur la base de l'indice d'hydroxyle du polyéther et de la teneur en eau, en maintenant un rapport molaire NCO/OH à 1,25/1 et NCO/H₂O à 1,0/1,0. Après mélange, la réaction exothermique se produit. Une fois terminé, la température est augmentée à 120°C à un taux de 2°C/min et maintenu pendant 90 minutes.

Après refroidissement à 80°C, le deuxième lot de TDI est ajouté, la quantité étant déterminée par la teneur en NCO du produit de réaction initial et la teneur en NCO cible du prépolymère à mousser (généralement environ 25 parties, ce qui donne une teneur finale en NCO d'environ 9,5 %). . Après agitation complète, le prépolymère est refroidi à 40°C, emballé et scellé.

(2) Prépolymères ramifiés au carbamate

Dans cette méthode, les isocyanates réagissent avec l'hydrogène actif des segments d'uréthane de la chaîne principale pour former des branches carbamates.

Une préparation typique consiste à mélanger 100 parties de polypropylène glycol avec de l'eau (ajustée à une teneur en eau de 0,15 %) à 35–40°C pendant 30 minutes. Le premier lot de TDI est ajouté pour obtenir NCO/OH à 1,5/1,0 et NCO/H₂O à 1,0/1,0. Après la réaction exothermique, la température est augmentée jusqu'à 120°C et maintenu pendant 2 heures. Le deuxième lot de TDI (environ 25 parties, donnant une teneur finale en NCO de 9,5 %) est ensuite ajouté et mis à réagir à 120°C pendant 1 heure. Le produit est refroidi à 40°C pour obtenir le prépolymère ramifié carbamate.

Les mousses fabriquées à partir de ce type de prépolymère présentent de bonnes propriétés physiques. Cependant, la résistance au gel de la mousse lors du moussage est inférieure à celle des prépolymères ramifiés au biuret.

(3) Prépolymères ramifiés en uréthane

Ce procédé introduit une petite quantité de polyéther et de polyisocyanates multifonctionnels (trifonctionnels ou supérieurs) dans un polyéther difonctionnel pour former des réticulations via des liaisons uréthane. Cette réticulation augmente la résistance du gel de la mousse lors du moussage.

Ces prépolymères entièrement ramifiés en uréthane peuvent utiliser des polyéthers de poids moléculaire élevé, de faible poids moléculaire, neutres ou alcalins comme agents de réticulation.

Cette approche améliore la stabilité structurelle et la résistance du gel de la mousse, la rendant adaptée aux applications nécessitant des mousses robustes.