Conceito Básico Q&A sobre Poliuretano (Parte Três)

1. Como a estrutura dos ésteres isocianato afeta a reatividade do grupo NCO?

   Responder:

   A. Eletronegatividade do grupo R: Se o grupo R for um grupo retirador de elétrons, a densidade da nuvem de elétrons em torno do átomo C no grupo -NCO é reduzida, tornando-o mais suscetível ao ataque nucleofílico, ou seja, mais propenso a reações nucleofílicas com compostos. como álcoois e aminas. Se R for um grupo doador de elétrons, através da transferência de nuvem eletrônica, a densidade da nuvem eletrônica em torno do átomo C no grupo -NCO aumenta, tornando-o menos suscetível ao ataque nucleofílico, resultando em diminuição da reatividade com compostos contendo hidrogênio ativo.

   B. Efeito indutivo: Os diisocianatos aromáticos contêm dois grupos NCO. Quando o primeiro grupo -NCO participa de uma reação, o grupo -NCO que não reagiu atua como um grupo retirador de elétrons devido ao efeito de conjugação do anel aromático, aumentando a reatividade do primeiro grupo NCO. Este efeito é chamado de efeito indutivo.

   C. Efeito de impedimento estérico: Em diisocianatos aromáticos, se ambos os grupos -NCO estiverem no mesmo anel aromático, a influência de um grupo NCO na reatividade do outro grupo NCO é frequentemente significativa. No entanto, quando os dois grupos NCO estão em anéis aromáticos diferentes dentro da mesma molécula, ou quando estão separados por cadeias alquílicas ou anéis aromáticos, a sua influência mútua é mínima e diminui com o aumento do comprimento da cadeia alquílica ou do número de anéis aromáticos.

2. Tipos de compostos contendo hidrogênio ativo e sua reatividade com NCO:

   Resposta: Alifático NH2 > NH aromático2 > OH primário > Água > OH secundário > OH fenólico > Carboxilato > Uréia substituída > Amida > Aminoformato. (Se a densidade da nuvem de elétrons do centro nucleofílico for maior, sua eletronegatividade é mais forte, resultando em maior reatividade com isocianatos e taxas de reação mais rápidas; inversamente, a reatividade é menor.)

3. A influência dos compostos hidroxila na sua reatividade com ésteres de isocianato:

   Resposta: A reatividade dos compostos contendo hidrogênio ativo (ROH ou RNH2) está relacionada à natureza do R. Quando R é um grupo retirador de elétrons (baixa eletronegatividade), a transferência de átomos de hidrogênio é difícil, tornando relativamente difícil a reação de compostos de hidrogênio ativo com NCO; se R for um substituinte doador de elétrons, pode aumentar a reatividade dos compostos de hidrogênio ativo com NCO.

4. Qual é a finalidade da reação entre ésteres de isocianato e água?

   Resposta: É uma das reações fundamentais para a preparação de espumas plásticas de poliuretano. A reação entre eles forma primeiro ácido carbâmico instável, que então se decompõe em CO2 e amina. Se houver excesso de éster isocianato, a amina gerada reagirá com o éster isocianato para formar uréia.

5. Ao preparar elastômeros de poliuretano, o teor de umidade do poliol deve ser rigorosamente controlado.

    Resposta: Para elastômeros, revestimentos e fibras onde a presença de bolhas não é desejada, o teor de umidade nas matérias-primas deve ser rigorosamente controlado, normalmente exigindo que esteja abaixo de 0,05%.