Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trong sản xuất Polyurethane

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trongpolyuretansản xuất

Từpolyuretansản xuất thực sự là một quá trình kiểm soát phản ứng hóa học, tốc độ phản ứng của nó là rất quan trọng. Các sản phẩm khác nhau, quy trình khác nhau và công thức khác nhau có yêu cầu khác nhau về tốc độ phản ứng. Việc đưa ra tỷ lệ phản hồi hợp lý, phù hợp với nhu cầu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo và nâng cao chất lượng, chất lượng sản phẩm.

1. Tỷ lệ OH và NCO

Khi tỷ lệ OH và NCO gần bằng 1:1 thì tốc độ phản ứng nhanh hơn. Khi NCO:OH lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1:1 thì tốc độ phản ứng chậm lại. Khi NCO:OH>1:1, nó sẽ làm tăng độ cứng của sản phẩm, độ ổn định nhiệt, độ đàn hồi, độ bền cơ học và các tính chất vật lý khác, nhưng làm giảm độ giãn dài và độ bền kéo, đồng thời ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của một số chất lỏngpolyuretancác sản phẩm. Khi NCO:OH<1:1, nó sẽ cải thiện cảm giác mềm mại, độ giãn dài và độ bền bong tróc của sản phẩm, nhưng nó sẽ làm giảm một số tính chất vật lý như độ cứng và khả năng chống mài mòn.

Ngoài ra, khả năng phản ứng của isocyanate và hợp chất hydroxyl cũng bị ảnh hưởng bởi cấu trúc phân tử tương ứng của chúng. Khả năng phản ứng của các hợp chất hydroxyl khác nhau là: hydroxyl bậc một>hydroxyl bậc hai>hydroxyl bậc ba.

2. Giá trị pH của nguyên liệu

Chopolyuretanphản ứng, giá trị axit-bazơ của nguyên liệu thô sẽ ảnh hưởng đến khả năng phản ứng với isocyanate. Đối với nguyên liệu thô của polyether polyol và polyester polyol, giá trị axit là lượng nhóm carboxyl còn lại. Nó phản ứng với isocyanate để tạo thành amit và giải phóng carbon dioxide, điều này không chỉ gây ra sự chấm dứt chuỗi mà còn dễ dàng tạo thành bong bóng. Axit còn có tác dụng không tốt đối với xúc tác phản ứng và làm giảm khả năng chống thủy phân của sản phẩm. Giữ cho hệ thống phản ứng có tính kiềm hợp lý sẽ có lợi cho quá trình phản ứng diễn ra suôn sẻ. Số bazơ quá cao sẽ dẫn đến việc kiểm soát tốc độ phản ứng kém, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.

3. Chất xúc tác

Đối với cùng một loại chất xúc tác, việc bổ sung một lượng chất xúc tác hợp lý sẽ có lợi cho việc kiểm soát tốc độ phản ứng hợp lý. Chất xúc tác quá mức cũng sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm và một số chất xúc tác organotin sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống thủy phân của sản phẩm.

4. độ ẩm

Mặc dù nhiềupolyuretancông thức có bổ sung độ ẩm, điều đó không có nghĩa là độ ẩm là nguyên liệu thô nên được sử dụng trongpolyuretansản xuất. Nhưng đối với phản ứng polyurethane, độ ẩm của hỗn hợp trong hệ thống phản ứng phải được kiểm soát chặt chẽ. Vì khi lượng nước tăng lên thì tốc độ phản ứng sẽ tăng lên. Đặc biệt khi có chất xúc tác, phản ứng giữa isocyanate và nước có thể được tăng tốc. Mặc dù khả năng phản ứng của nước với isocyanate thấp hơn so với nhóm hydroxyl bậc một nhưng nó có thể so sánh với nhóm hydroxyl bậc hai. Trong quá trình sản xuất các sản phẩm polyurethane ngoài bọt polyurethane, nước phải được kiểm soát chặt chẽ, vì nước phản ứng với isocyanate tạo ra axit carbamic không ổn định, dễ bị phân hủy thành carbon dioxide và amin. Ngoài ra, trong prepolyme, độ ẩm sẽ làm giảm hàm lượng NCO trong prepolyme.

5. nhóm chức năng

Nhóm chức càng lớn thì tốc độ phản ứng càng nhanh và độ nhớt của vật liệu càng cao.

6. trọng lượng phân tử

Trong cùng điều kiện như nhóm chức, trọng lượng phân tử càng nhỏ thì khả năng phản ứng càng cao.

7.diol và diamines

Tốc độ phản ứng của diol và diamine rất khác nhau và hoạt tính của diol thấp hơn nhiều so với diamine. Đặc biệt, các amin béo bậc một phản ứng với isocyanate rất nhanh và nhìn chung khó kiểm soát, do đó các diamine thơm có hoạt tính tương đối thấp thường được sử dụng.

8. Nhiệt độ

Nói chung, nhiệt độ phản ứng càng cao thì tốc độ phản ứng càng cao. Nhưng trong thực tế, việcpolyuretannhiệt độ phản ứng được kiểm soát trong khoảng 60-100oC. Do nhiệt độ vượt quá 130oC, đặc biệt là các phản ứng chuỗi phân tử tuyến tính dễ xảy ra các vấn đề không mong muốn, dẫn đến sự phân nhánh và liên kết ngang, ảnh hưởng đến tính đều đặn giữa các phân tử. Dưới 60oC, tốc độ phản ứng rất chậm và phản ứng không thuận lợi.

9. Khác

Độ phân cực của dung môi càng lớn thì tốc độ phản ứng bị ảnh hưởng càng chậm và ngược lại; hàm lượng chất rắn càng thấp thì tốc độ phản ứng càng nhỏ và ngược lại; độ nhớt của vật liệu càng cao thì tốc độ phản ứng càng chậm; tốc độ khuấy càng nhanh thì phản ứng càng nhanh; Lượng càng cao), tốc độ phản ứng càng nhanh;