Adweithiau Cemegol Sylfaenol ewyn Polywrethan
Cyfeirir weithiau at Polywrethan fel PU, sef talfyriad polywrethan. Fel y mae'r enw'n awgrymu, fe'i enwir ar ôl yr wrethane a ffurfiwyd gan adwaith cyfansoddyn isocyanate a hydroxyl fel ei gyswllt cadwyn nodweddiadol. Ond mewn gwirionedd, mae llawer o adweithiau cemegol yn gysylltiedig â polywrethan, yn enwedig ewyn polywrethan, ac nid oes llawer o brif adweithiau sy'n ddylanwadol iawn. Mae'r rhan fwyaf o adweithiau cemegol polywrethan yn gysylltiedig â phriodweddau cemegol NCO isocyanate mewn isocyanadau. Gall NCO nid yn unig adweithio â chyfansoddion hydroxyl i ffurfio carbamates, ond hefyd adweithio â chyfansoddion "hydrogen gweithredol" eraill i ffurfio gwahanol gysylltiadau cemegol. A thrwy hynny newid strwythur bondiau cemegol a phriodweddau materol polywrethan.
Mae'r grŵp gweithredol o isocyanate yn isocyanate NCO. Mae strwythur electronig yr NCO yn dangos ei fod yn cael effaith bwysig iawn. Yr adwaith arferol yn bennaf yw adwaith ychwanegol bond dwbl carbon-nitrogen. Ychwanegir cyfansoddion gyda hydrogen gweithredol yn gyntaf atom nitrogen NCO, ac atomau eraill sy'n gysylltiedig â'r hydrogen gweithredol at atom carbon y grŵp carbonyl isocyanate. Mae'r cyfansoddyn hydrogen gweithredol yn cyfeirio at gyfansoddi sy'n gallu disodli atom hydrogen gan sodiwm metelig, gan gynnwys alcoholau sy'n cynnwys hydroxyl yn bennaf, aminau sy'n cynnwys amino, dŵr, a'r tebyg.
Gellir rhannu prif adweithiau polywrethan yn adwaith polymeriad, adwaith ewyn ac adwaith croesgysylltu yn unol â'u swyddogaethau.
1. Polymeriad
Hynny yw (1) adwaith isocyanate a hydroxyl
Mae'r NCO o isocyanate yn adweithio â'r OH hydroxyl o alcohol (polyether, polyester neu polyol arall fel arfer) i ffurfio polywrethan.
2. Adwaith ewynnol
adwaith isocyanate a dŵr
Mae'r NCO o isocyanate yn adweithio â dŵr i ffurfio asid carbamig ansefydlog yn gyntaf, sydd wedyn yn cael ei ddatgysylltu i amin a charbon deuocsid.
3. Ymateb trawsgysylltu
Gan gynnwys (3) adwaith aloi a (4) adwaith deublyg
Mae'r hydrogen ar atom nitrogen y grŵp wrethane yn adweithio â'r NCO o'r isocyanate i ffurfio allophanate. Mae'r hydrogen ar atom nitrogen y grŵp wrea yn y diurea yn adweithio â grŵp isocyanate yr isocyanate i ffurfio deuawd.
Mae'r ddau adwaith uchod (3) a (4) yn adweithiau croesgysylltu. Yn gyffredinol, mae'r gyfradd ymateb yn gymharol araf. Yn absenoldeb catalydd, dylid cynnal yr adwaith ar 110-130 o'r C. Po uchaf yw'r tymheredd, y cyflymaf yw'r gyfradd ymateb. Yn ogystal, oherwydd nad yw'r cysylltwyr aloi a biuret yn sefydlog iawn, hynny yw, mae dweud (3) a (4) yn adweithiau y gellir eu gwrthdroi.
I grynhoi, mae tri math o adweithiau sylfaenol o PU: adwaith (1) yw adwaith ymestyn cadwyn neu adwaith polymeriad, adwaith (2) yw adwaith cynhyrchu nwy neu adwaith ewyn, ac mae adweithiau (3) a (4) yn adweithiau croesgysylltu.
Yn y broses ewyn o PU, cynhelir yr adweithiau hyn ar yr un pryd ar gyflymder cymharol uchel, a gellir cwblhau'r rhan fwyaf o'r adweithiau o fewn ychydig funudau o dan amodau catalydd. Yn olaf, ffurfir ewyn polywrethan o bwysau moleciwlaidd uchel a rhywfaint o groesgysylltu.
Yr adwaith polymeriad a'r adwaith croesgysylltu yw'r prif adweithiau wrth ffurfio'r sgerbwd ewyn polywrethan, y gellir cyfeirio ato ar y cyd fel yr adwaith gel; tra mai'r adwaith ewyn yw'r prif adwaith ar gyfer cynyddu cyfaint y polywrethan a ffurfio ffynhonnell nwy'r strwythur ewyn gwag.
Mae datblygu ac addasu pob fformiwleiddio ewyn polywrethan, gan gynnwys llawer o broblemau ymarferol o ran cynhyrchu ewyn, yn dir âr o gydbwysedd adwaith gel ac adwaith ewyn.
