۱، مقدار هیدروکسیل: ۱ گرم پلی‌ال پلیمری حاوی مقدار هیدروکسیل (-OH) معادل تعداد میلی‌گرم KOH، واحد mgKOH/g است.
۲، معادل: میانگین وزن مولکولی یک گروه عاملی.
۳، محتوای ایزوسیانات: محتوای ایزوسیانات در مولکول
۴، شاخص ایزوسیانات: نشان دهنده میزان ایزوسیانات اضافی در فرمول پلی اورتان است که معمولاً با حرف R نشان داده می‌شود.
۵. افزاینده زنجیره: به الکل‌ها و آمین‌های با وزن مولکولی پایین اشاره دارد که می‌توانند زنجیره‌های مولکولی را گسترش دهند، منبسط کنند یا پیوندهای عرضی شبکه‌ای فضایی تشکیل دهند.
۶. بخش سخت: بخش زنجیره‌ای که از واکنش ایزوسیانات، افزایش‌دهنده زنجیره و اتصال‌دهنده عرضی روی زنجیره اصلی مولکول‌های پلی‌یورتان تشکیل شده است و این گروه‌ها انرژی چسبندگی بزرگتر، حجم فضای بیشتر و استحکام بیشتری دارند.
7، قطعه نرم: کربن کربن زنجیره اصلی پلیمر پلی ال، انعطاف پذیری خوب است، در زنجیره اصلی پلی اورتان برای قطعه زنجیره انعطاف پذیر.
8، روش تک مرحله‌ای: به پلی‌ال الیگومر، دی‌ایزوسیانات، افزایش‌دهنده زنجیره و کاتالیزور اشاره دارد که پس از تزریق مستقیم به قالب، همزمان با هم مخلوط شده و در دمای خاصی به روش قالب‌گیری پخت می‌شوند.
۹، روش پیش پلیمر: ابتدا واکنش پیش پلیمریزاسیون الیگومر پلی ال و دی ایزوسیانات، برای تولید پیش پلیمر پلی اورتان بر پایه NCO نهایی، ریختن و سپس واکنش پیش پلیمر با افزایش دهنده زنجیره، تهیه روش الاستومر پلی اورتان، به نام روش پیش پلیمر.
۱۰، روش نیمه پیش پلیمر: تفاوت بین روش نیمه پیش پلیمر و روش پیش پلیمر در این است که بخشی از پلی استر پلی ال یا پلی اتر پلی ال به صورت مخلوط با افزایش دهنده زنجیره، کاتالیزور و غیره به پیش پلیمر اضافه می شود.
11، قالب‌گیری تزریقی واکنشی: همچنین به عنوان قالب‌گیری تزریقی واکنشی RIM (قالب‌گیری تزریقی واکنشی) شناخته می‌شود، توسط الیگومرهایی با وزن مولکولی کم به شکل مایع اندازه‌گیری می‌شود، فوراً مخلوط شده و همزمان به قالب تزریق می‌شوند و با واکنش سریع در حفره قالب، وزن مولکولی ماده به سرعت افزایش می‌یابد. فرآیندی برای تولید پلیمرهای کاملاً جدید با ساختارهای گروهی مشخصه جدید با سرعت بسیار بالا.
۱۲، شاخص کف‌زایی: یعنی تعداد قسمت‌های آب استفاده شده در ۱۰۰ قسمت پلی‌اتر، به عنوان شاخص کف‌زایی (IF) تعریف می‌شود.
۱۳، واکنش کف‌سازی: عموماً به واکنش آب و ایزوسیانات برای تولید اوره جایگزین و آزادسازی CO2 اشاره دارد.
۱۴، واکنش ژل: عموماً به تشکیل واکنش کاربامات اشاره دارد.
۱۵، زمان ژل شدن: تحت شرایط خاص، ماده مایع برای تشکیل ژل به زمان نیاز دارد.
۱۶، زمان شیری: در انتهای ناحیه I، پدیده شیری شدن در مخلوط پلی اورتان فاز مایع ظاهر می‌شود. این زمان در تولید فوم پلی اورتان، زمان کرمی شدن نامیده می‌شود.
17، ضریب انبساط زنجیره: به نسبت مقدار گروه‌های آمینو و هیدروکسیل (واحد: mo1) در اجزای افزاینده زنجیره (از جمله افزاینده زنجیره مخلوط) به مقدار NCO در پیش پلیمر اشاره دارد، یعنی نسبت عدد مولی (عدد معادل) گروه هیدروژن فعال به NCO.
۱۸، پلی‌اتر با عدم اشباعیت پایین: عمدتاً برای توسعه PTMG، قیمت PPG، عدم اشباع تا ۰.۰۵ مول بر کیلوگرم کاهش یافته، نزدیک به عملکرد PTMG، با استفاده از کاتالیزور DMC، تنوع اصلی محصولات سری Acclaim بایر.
۱۹، حلال گرید استر آمونیاک: در تولید حلال پلی اورتان باید نیروی انحلال و سرعت تبخیر در نظر گرفته شود، اما در تولید حلال پلی اورتان مورد استفاده در حلال، باید بر روی در نظر گرفتن NC0 سنگین در پلی اورتان تمرکز شود. حلال‌هایی مانند الکل‌ها و الکل‌های اتری که با گروه‌های NCO واکنش می‌دهند، قابل انتخاب نیستند. حلال نمی‌تواند حاوی ناخالصی‌هایی مانند آب و الکل باشد و نمی‌تواند حاوی مواد قلیایی باشد که باعث خراب شدن پلی اورتان می‌شود.
حلال استر مجاز به داشتن آب نیست و نباید حاوی اسیدها و الکل‌های آزاد باشد که با گروه‌های NCO واکنش می‌دهند. حلال استر مورد استفاده در پلی اورتان باید "حلال درجه استر آمونیاک" با خلوص بالا باشد. یعنی حلال با ایزوسیانات اضافی واکنش می‌دهد و سپس مقدار ایزوسیانات واکنش نداده با دی بوتیل آمین تعیین می‌شود تا بررسی شود که آیا برای استفاده مناسب است یا خیر. اصل این است که مصرف ایزوسیانات قابل اجرا نیست، زیرا نشان می‌دهد که آب موجود در استر، الکل، اسید سه، مقدار کل ایزوسیانات را مصرف می‌کند، اگر تعداد گرم حلال مورد نیاز برای مصرف گروه leqNCO بیان شود، مقدار پایداری خوبی دارد.
معادل ایزوسیانات کمتر از ۲۵۰۰ به عنوان حلال پلی اورتان استفاده نمی‌شود.
قطبیت حلال تأثیر زیادی بر واکنش تشکیل رزین دارد. هرچه قطبیت بیشتر باشد، واکنش کندتر است، مانند تولوئن و متیل اتیل کتون که اختلاف آنها 24 برابر است، این مولکول حلال قطبیت زیادی دارد و می‌تواند با گروه هیدروکسیل الکل پیوند هیدروژنی تشکیل دهد و واکنش را کند کند.
بهتر است حلال استر پلی کلرینه را به عنوان حلال آروماتیک انتخاب کنید، سرعت واکنش آنها از استر، کتون، مانند زایلن، بیشتر است. استفاده از حلال‌های استر و کتون می‌تواند عمر مفید پلی اورتان دو شاخه را در طول ساخت و ساز افزایش دهد. در تولید پوشش‌ها، انتخاب "حلال درجه آمونیاک" که قبلاً ذکر شد، برای پایدارکننده‌های ذخیره شده مفید است.
حلال‌های استری دارای حلالیت قوی، سرعت فراریت متوسط، سمیت کم هستند و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، سیکلوهگزانون نیز بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، حلال‌های هیدروکربنی قابلیت انحلال جامد پایینی دارند، کمتر به تنهایی استفاده می‌شوند و بیشتر با سایر حلال‌ها استفاده می‌شوند.
20، عامل پف‌زای فیزیکی: عامل پف‌زای فیزیکی، منافذ فومی است که از طریق تغییر شکل فیزیکی یک ماده، یعنی از طریق انبساط گاز فشرده، تبخیر مایع یا انحلال جامد، تشکیل می‌شوند.
۲۱، عوامل پف‌زای شیمیایی: عوامل پف‌زای شیمیایی آن‌هایی هستند که می‌توانند پس از تجزیه حرارتی، گازهایی مانند دی‌اکسید کربن و نیتروژن آزاد کنند و منافذ ریزی در ترکیب پلیمری ترکیب ایجاد کنند.
۲۲، پیوند عرضی فیزیکی: در زنجیره نرم پلیمری، تعدادی زنجیره سخت وجود دارد و زنجیره سخت پس از پیوند عرضی شیمیایی در دمایی پایین‌تر از نقطه نرم شدن یا نقطه ذوب، همان خواص فیزیکی لاستیک ولکانیزه شده را دارد.
۲۳، پیوند عرضی شیمیایی: به فرآیند اتصال زنجیره‌های مولکولی بزرگ از طریق پیوندهای شیمیایی تحت عمل نور، گرما، تابش پرانرژی، نیروی مکانیکی، فراصوت و عوامل پیوند عرضی برای تشکیل یک شبکه یا ساختار پلیمری اشاره دارد.
۲۴، شاخص کف‌زایی: تعداد قسمت‌های آب معادل ۱۰۰ قسمت پلی‌اتر به عنوان شاخص کف‌زایی (IF) تعریف می‌شود.
۲۵- از نظر ساختار معمولاً از چه نوع ایزوسیانات هایی استفاده می شود؟
A: آلیفاتیک: HDI، alicyclic: IPDI، HTDI، HMDI، معطر: TDI، MDI، PAPI، PPDI، NDI.
۲۶. چه نوع ایزوسیانات‌هایی معمولاً استفاده می‌شوند؟ فرمول ساختاری آنها را بنویسید؟
الف) تولوئن دی ایزوسیانات (TDI)، دی فنیل متان-۴،۴'-دی ایزوسیانات (MDI)، پلی فنیل متان پلی ایزوسیانات (PAPI)، MDI مایع، هگزامتیلن دی ایزوسیانات (HDI).
۲۷. معنی TDI-100 و TDI-80 چیست؟
الف) TDI-100 از تولوئن دی ایزوسیانات با ساختار ۲،۴ تشکیل شده است؛ TDI-80 به مخلوطی متشکل از ۸۰٪ تولوئن دی ایزوسیانات با ساختار ۲،۴ و ۲۰٪ ساختار ۲،۶ اشاره دارد.
۲۸. ویژگی‌های TDI و MDI در سنتز مواد پلی‌یورتان چیست؟
الف) واکنش‌پذیری برای ۲،۴-TDI و ۲،۶-TDI. واکنش‌پذیری ۲،۴-TDI چندین برابر بیشتر از ۲،۶-TDI است، زیرا NCO موقعیت ۴ در ۲،۴-TDI از NCO موقعیت ۲ و گروه متیل فاصله زیادی دارد و تقریباً هیچ مقاومت فضایی وجود ندارد، در حالی که NCO 2،۶-TDI تحت تأثیر اثر فضایی گروه ارتومتیل قرار می‌گیرد.
دو گروه NCO از MDI از هم فاصله زیادی دارند و هیچ جایگزین در اطراف آنها وجود ندارد، بنابراین فعالیت دو NCO نسبتاً زیاد است. حتی اگر یک NCO در واکنش شرکت کند، فعالیت NCO باقیمانده کاهش می‌یابد و فعالیت به طور کلی هنوز نسبتاً زیاد است. بنابراین، واکنش‌پذیری پیش پلیمر پلی اورتان MDI بیشتر از پیش پلیمر TDI است.
۲۹. کدام یک از HDI، IPDI، MDI، TDI، NDI در برابر زردشدگی مقاومت بهتری دارند؟
الف) HDI (متعلق به دی ایزوسیانات آلیفاتیک زرد ثابت)، IPDI (ساخته شده از رزین پلی اورتان با پایداری نوری و مقاومت شیمیایی خوب، که عموماً برای ساخت رزین پلی اورتان درجه یک بدون تغییر رنگ استفاده می‌شود).
۳۰. هدف از اصلاح MDI و روش‌های رایج اصلاح
الف) MDI مایع: هدف اصلاح‌شده: MDI خالص مایع، یک MDI اصلاح‌شده مایع است که بر برخی از عیوب MDI خالص (جامد در دمای اتاق، ذوب شدن هنگام استفاده، تأثیر گرمایش چندگانه بر عملکرد) غلبه می‌کند و همچنین زمینه را برای طیف گسترده‌ای از اصلاحات برای بهبود و ارتقای عملکرد مواد پلی‌یورتان مبتنی بر MDI فراهم می‌کند.
روش‌ها:
۱. MDI مایع اصلاح‌شده با اورتان.
② MDI مایع اصلاح‌شده با کاربودیمید و اورتونیمین.
۳۱. چه نوع پلی‌ال‌های پلیمری معمولاً استفاده می‌شوند؟
الف) پلی‌استر پلی‌ال، پلی‌اتر پلی‌ال
۳۲. چند روش تولید صنعتی برای پلی‌استر پلی‌ال‌ها وجود دارد؟
الف) روش ذوب در خلاء ب) روش ذوب با گاز حامل ج) روش تقطیر آزئوتروپیک
۳۳. ساختارهای ویژه روی اسکلت مولکولی پلی‌ال‌های پلی‌استر و پلی‌اتر چیست؟
الف) پلی‌استر پلی‌ال: یک ترکیب الکلی ماکرومولکولی حاوی یک گروه استر در اسکلت مولکولی و یک گروه هیدروکسیل (-OH) در گروه انتهایی. پلی‌اتر پلی‌ال‌ها: پلیمرها یا الیگومرهایی حاوی پیوندهای اتری (-O-) و باندهای انتهایی (-Oh) یا گروه‌های آمین (-NH2) در ساختار اسکلت مولکولی.
۳۴. انواع پلی‌ال‌های پلی‌اتر با توجه به ویژگی‌هایشان کدامند؟
الف) پلی‌ال‌های پلی‌اتر بسیار فعال، پلی‌ال‌های پلی‌اتر پیوندی، پلی‌ال‌های پلی‌اتر مقاوم در برابر شعله، پلی‌ال‌های پلی‌اتر اصلاح‌شده با هتروسیکلیک، پلی‌ال‌های پلی‌تتراهیدروفوران.
۳۵. چند نوع پلی‌اترهای معمولی بر اساس عامل آغازگر وجود دارد؟
الف) پلی‌اکسید پروپیلن گلیکول، پلی‌اکسید پروپیلن تری‌اول، پلی‌اتر پلی‌اول حباب سخت، پلی‌اتر پلی‌اول با عدم اشباعیت کم.
۳۶. تفاوت بین پلی‌اترهای دارای انتهای هیدروکسی و پلی‌اترهای دارای انتهای آمین چیست؟
پلی‌اترهای آمینوترمینه‌شده، اترهای آلیل پلی‌اکسیدی هستند که در آنها انتهای هیدروکسیل با یک گروه آمین جایگزین شده است.
۳۷. چه نوع کاتالیزورهای پلی‌یورتانی معمولاً استفاده می‌شوند؟ کدام گونه‌های رایج مورد استفاده شامل می‌شوند؟
الف) کاتالیزورهای آمین نوع سوم، انواع رایج آنها عبارتند از: تری اتیلن دی آمین، دی متیل اتانول آمین، n-متیل مورفولین، N، n-دی متیل سیکلوهگزامین
ترکیبات آلکیل فلزی، که انواع رایج آنها عبارتند از: کاتالیزورهای ارگانوتین، می‌توانند به اکتوات قلع، اولئات قلع و دی‌بوتیل‌تین دی‌لورات تقسیم شوند.
۳۸. کدام یک از عوامل افزایش دهنده زنجیره یا اتصال دهنده عرضی پلی اورتان معمولاً استفاده می‌شوند؟
الف) پلی‌ال‌ها (۱، ۴-بوتاندیول)، الکل‌های آلیسیکلیک، الکل‌های آروماتیک، دی‌آمین‌ها، الکل‌آمین‌ها (اتانول‌آمین، دی‌اتانول‌آمین)
۳۹. مکانیسم واکنش ایزوسیانات‌ها
الف) واکنش ایزوسیانات‌ها با ترکیبات هیدروژن فعال توسط مرکز هسته‌دوست مولکول ترکیب هیدروژن فعال که به اتم کربن پایه NCO حمله می‌کند، ایجاد می‌شود. مکانیسم واکنش به شرح زیر است:
۴۰. ساختار ایزوسیانات چگونه بر واکنش‌پذیری گروه‌های NCO تأثیر می‌گذارد؟
الف) الکترونگاتیوی گروه AR: اگر گروه R یک گروه جاذب الکترون باشد، چگالی ابر الکترونی اتم C در گروه -NCO کمتر است و در برابر حمله نوکلئوفیل‌ها آسیب‌پذیرتر است، یعنی انجام واکنش‌های نوکلئوفیلی با الکل‌ها، آمین‌ها و سایر ترکیبات آسان‌تر است. اگر R یک گروه دهنده الکترون باشد و از طریق ابر الکترونی منتقل شود، چگالی ابر الکترونی اتم C در گروه -NCO افزایش می‌یابد و آن را در برابر حمله نوکلئوفیل‌ها کمتر آسیب‌پذیر می‌کند و توانایی واکنش آن با ترکیبات هیدروژن فعال کاهش می‌یابد. ب) اثر القایی: از آنجا که دی ایزوسیانات آروماتیک حاوی دو گروه NCO است، وقتی ژن -NCO اول در واکنش شرکت می‌کند، به دلیل اثر مزدوج حلقه آروماتیک، گروه -NCO که در واکنش شرکت نمی‌کند، نقش گروه جاذب الکترون را ایفا می‌کند، به طوری که فعالیت واکنش گروه NCO اول افزایش می‌یابد که همان اثر القایی است. ج. اثر فضایی: در مولکول‌های دی‌ایزوسیانات آروماتیک، اگر دو گروه -NCO به طور همزمان در یک حلقه آروماتیک باشند، تأثیر یک گروه NCO بر واکنش‌پذیری گروه NCO دیگر اغلب قابل توجه‌تر است. با این حال، هنگامی که دو گروه NCO در حلقه‌های آروماتیک مختلف در یک مولکول قرار دارند، یا توسط زنجیره‌های هیدروکربنی یا حلقه‌های آروماتیک از هم جدا شده‌اند، برهمکنش بین آنها کوچک است و با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی یا افزایش تعداد حلقه‌های آروماتیک، کاهش می‌یابد.
۴۱. انواع ترکیبات هیدروژن فعال و واکنش‌پذیری NCO
الف) NH2 آلیفاتیک> گروه آروماتیک بوزوئی OH> آب> OH ثانویه> فنل OH> گروه کربوکسیل> اوره جایگزین شده> آمیدو> کاربامات. (اگر چگالی ابر الکترونی مرکز هسته‌دوست بیشتر باشد، الکترونگاتیوی قوی‌تر است و فعالیت واکنش با ایزوسیانات بیشتر و سرعت واکنش سریع‌تر است؛ در غیر این صورت، فعالیت کم است.)
۴۲. تأثیر ترکیبات هیدروکسیل بر واکنش‌پذیری آنها با ایزوسیانات‌ها
الف) واکنش‌پذیری ترکیبات هیدروژن فعال (ROH یا RNH2) به خواص R مربوط می‌شود، وقتی R یک گروه الکترون‌کش (الکترونگاتیوی پایین) باشد، انتقال اتم‌های هیدروژن دشوار است و واکنش بین ترکیبات هیدروژن فعال و NCO دشوارتر است؛ اگر R یک جانشین الکترون‌دهنده باشد، واکنش‌پذیری ترکیبات هیدروژن فعال با NCO می‌تواند بهبود یابد.
۴۳. واکنش ایزوسیانات با آب چه فایده‌ای دارد؟
الف) یکی از واکنش‌های اساسی در تهیه فوم پلی اورتان است. واکنش بین آنها ابتدا یک اسید کاربامیک ناپایدار تولید می‌کند که سپس به CO2 و آمین‌ها تجزیه می‌شود و اگر ایزوسیانات اضافی باشد، آمین حاصل با ایزوسیانات واکنش داده و اوره تشکیل می‌دهد.
۴۴. در تهیه الاستومرهای پلی اورتان، میزان آب پلی ال‌های پلیمری باید به شدت کنترل شود.
الف) در الاستومرها، پوشش‌ها و الیاف نیازی به حباب نیست، بنابراین میزان آب موجود در مواد اولیه باید به شدت کنترل شود، معمولاً کمتر از 0.05٪.
۴۵. تفاوت در اثرات کاتالیزوری کاتالیزورهای آمین و قلع بر واکنش‌های ایزوسیانات
الف) کاتالیزورهای آمین نوع سوم، بازده کاتالیزوری بالایی برای واکنش ایزوسیانات با آب دارند، در حالی که کاتالیزورهای قلع، بازده کاتالیزوری بالایی برای واکنش ایزوسیانات با گروه هیدروکسیل دارند.
۴۶. چرا رزین پلی‌یورتان را می‌توان به عنوان یک پلیمر بلوکی در نظر گرفت و ویژگی‌های ساختار زنجیره‌ای آن چیست؟
پاسخ: از آنجا که بخش زنجیره رزین پلی اورتان از بخش‌های سخت و نرم تشکیل شده است، بخش سخت به بخش زنجیره‌ای اشاره دارد که از واکنش ایزوسیانات، افزایش‌دهنده زنجیره و اتصال‌دهنده عرضی روی زنجیره اصلی مولکول‌های پلی اورتان تشکیل شده است و این گروه‌ها انرژی انسجام بیشتری، حجم فضای بزرگتر و استحکام بیشتری دارند. بخش نرم به پلی ال پلیمر زنجیره اصلی کربن-کربن اشاره دارد که انعطاف‌پذیری خوبی دارد و یک بخش انعطاف‌پذیر در زنجیره اصلی پلی اورتان است.
۴۷. عواملی که بر خواص مواد پلی اورتان تأثیر می‌گذارند، کدامند؟
الف) انرژی انسجام گروهی، پیوند هیدروژنی، بلورینگی، درجه اتصال عرضی، وزن مولکولی، بخش سخت، بخش نرم.
۴۸. بخش‌های نرم و سخت روی زنجیره اصلی مواد پلی اورتان از چه مواد اولیه‌ای تشکیل شده‌اند؟
الف) بخش نرم از پلی‌ال‌های الیگومری (پلی‌استر، پلی‌اتر دی‌ال‌ها و غیره) تشکیل شده است و بخش سخت از پلی‌ایزوسیانات‌ها یا ترکیب آنها با گسترش‌دهنده‌های زنجیره‌ای مولکول‌های کوچک تشکیل شده است.
۴۹. بخش‌های نرم و بخش‌های سخت چگونه بر خواص مواد پلی اورتان تأثیر می‌گذارند؟
الف) بخش نرم: (1) وزن مولکولی بخش نرم: با فرض اینکه وزن مولکولی پلی اورتان یکسان باشد، اگر بخش نرم پلی استر باشد، استحکام پلی اورتان با افزایش وزن مولکولی دیول پلی استر افزایش می‌یابد؛ اگر بخش نرم پلی اتر باشد، استحکام پلی اورتان با افزایش وزن مولکولی دیول پلی اتر کاهش می‌یابد، اما ازدیاد طول افزایش می‌یابد. (2) بلورینگی بخش نرم: سهم بیشتری در بلورینگی بخش زنجیره خطی پلی اورتان دارد. به طور کلی، بلورینگی برای بهبود عملکرد محصولات پلی اورتان مفید است، اما گاهی اوقات بلورینگی انعطاف‌پذیری دمای پایین ماده را کاهش می‌دهد و پلیمر بلوری اغلب مات است.
بخش سخت: بخش زنجیره سخت معمولاً بر دمای نرم شدن و ذوب و خواص دمای بالای پلیمر تأثیر می‌گذارد. پلی اورتان‌های تهیه شده توسط ایزوسیانات‌های آروماتیک حاوی حلقه‌های آروماتیک سفت و سخت هستند، بنابراین استحکام پلیمر در بخش سخت افزایش می‌یابد و استحکام ماده به طور کلی بیشتر از پلی اورتان‌های ایزوسیانات آلیفاتیک است، اما مقاومت در برابر تخریب فرابنفش ضعیف است و به راحتی زرد می‌شود. پلی اورتان‌های آلیفاتیک زرد نمی‌شوند.
۵۰. طبقه‌بندی فوم پلی‌اورتان
الف) (1) فوم سخت و فوم نرم، (2) فوم با چگالی بالا و چگالی پایین، (3) فوم پلی‌استر، فوم پلی‌اتر، (4) فوم TDI، فوم MDI، (5) فوم پلی‌اورتان و فوم پلی‌ایزوسیانورات، (6) تولید به روش تک مرحله‌ای و پیش پلیمریزاسیون، روش پیوسته و تولید متناوب، (8) فوم بلوکی و فوم قالب‌گیری شده.
۵۱. واکنش‌های اساسی در تهیه فوم
الف) به واکنش -NCO با -OH، -NH2 و H2O اشاره دارد و هنگام واکنش با پلی‌ال‌ها، "واکنش ژل" در فرآیند فوم‌سازی عموماً به واکنش تشکیل کاربامات اشاره دارد. از آنجا که ماده اولیه فوم از مواد اولیه چند منظوره استفاده می‌کند، یک شبکه متقاطع به دست می‌آید که به سیستم فوم‌سازی اجازه می‌دهد به سرعت ژل شود.
واکنش کف سازی در سیستم کف سازی با حضور آب رخ می دهد. اصطلاح "واکنش کف سازی" عموماً به واکنش آب و ایزوسیانات برای تولید اوره جایگزین و آزاد شدن CO2 اشاره دارد.
۵۲. مکانیسم هسته‌زایی حباب‌ها
ماده خام در یک مایع واکنش می‌دهد یا بسته به دمای تولید شده توسط واکنش، یک ماده گازی تولید می‌کند و گاز را تبخیر می‌کند. با پیشرفت واکنش و تولید مقدار زیادی گرمای واکنش، مقدار مواد گازی و تبخیر به طور مداوم افزایش می‌یابد. هنگامی که غلظت گاز فراتر از غلظت اشباع افزایش می‌یابد، یک حباب پایدار در فاز محلول شروع به تشکیل می‌کند و بالا می‌رود.
۵۳. نقش تثبیت‌کننده فوم در تهیه فوم پلی‌یورتان
الف) دارای اثر امولسیون‌کنندگی است، به طوری که حلالیت متقابل بین اجزای ماده فوم افزایش می‌یابد؛ پس از افزودن سورفکتانت سیلیکونی، به دلیل اینکه کشش سطحی γ مایع را به شدت کاهش می‌دهد، انرژی آزاد افزایش یافته مورد نیاز برای پراکندگی گاز کاهش می‌یابد، به طوری که هوای پراکنده شده در ماده خام در طول فرآیند اختلاط احتمال بیشتری برای هسته‌زایی دارد که به تولید حباب‌های کوچک کمک می‌کند و پایداری فوم را بهبود می‌بخشد.
۵۴. مکانیسم پایداری فوم
الف) افزودن سورفکتانت‌های مناسب منجر به تشکیل پراکندگی حباب‌های ریز می‌شود.
۵۵. مکانیسم تشکیل فوم سلول باز و فوم سلول بسته
الف) مکانیسم تشکیل فوم سلول باز: در بیشتر موارد، هنگامی که فشار زیادی در حباب وجود دارد، استحکام دیواره حباب تشکیل شده توسط واکنش ژل زیاد نیست و فیلم دیواره نمی‌تواند کشش ناشی از افزایش فشار گاز را تحمل کند، فیلم دیواره حباب کشیده می‌شود و گاز از پارگی خارج می‌شود و فوم سلول باز را تشکیل می‌دهد.
مکانیسم تشکیل فوم سلول بسته: برای سیستم حباب سخت، به دلیل واکنش پلی‌اتر پلی‌ال‌ها با وزن مولکولی چند منظوره و کم با پلی‌ایزوسیانات، سرعت ژل شدن نسبتاً سریع است و گاز موجود در حباب نمی‌تواند دیواره حباب را بشکند و در نتیجه فوم سلول بسته تشکیل می‌شود.
۵۶. مکانیسم کف‌سازی عامل کف‌ساز فیزیکی و عامل کف‌ساز شیمیایی
الف) عامل پف دهنده فیزیکی: عامل پف دهنده فیزیکی منافذ فوم هستند که از طریق تغییر شکل فیزیکی یک ماده خاص، یعنی از طریق انبساط گاز فشرده، تبخیر مایع یا انحلال جامد، تشکیل می‌شوند.
عوامل پف زای شیمیایی: عوامل پف زای شیمیایی ترکیباتی هستند که در اثر تجزیه در اثر گرما، گازهایی مانند دی اکسید کربن و نیتروژن آزاد کرده و منافذ ریزی در ترکیب پلیمری ایجاد می کنند.
۵۷. روش تهیه فوم پلی اورتان نرم
الف) روش تک مرحله‌ای و روش پیش پلیمر
روش پیش پلیمر: یعنی واکنش پلی اتر پلی ال و TDI اضافی به یک پیش پلیمر حاوی گروه NCO آزاد تبدیل می‌شود و سپس با آب، کاتالیزور، تثبیت کننده و غیره مخلوط می‌شود تا فوم ساخته شود. روش یک مرحله‌ای: انواع مواد اولیه مستقیماً از طریق محاسبه در سر مخلوط کن مخلوط می‌شوند و یک مرحله از فوم ساخته می‌شود که می‌تواند به مداوم و متناوب تقسیم شود.
۵۸. ویژگی‌های فوم افقی و فوم عمودی
روش صفحه فشار متعادل: که با استفاده از کاغذ رویی و صفحه پوششی رویی مشخص می‌شود. روش شیار سرریز: که با استفاده از شیار سرریز و صفحه فرود تسمه نقاله مشخص می‌شود.
ویژگی‌های فوم‌سازی عمودی: می‌توانید از جریان کم برای بدست آوردن سطح مقطع بزرگ بلوک‌های فومی استفاده کنید و معمولاً از دستگاه فوم‌سازی افقی برای بدست آوردن همان سطح مقطع بلوک استفاده کنید، سطح جریان ۳ تا ۵ برابر بزرگتر از فوم‌سازی عمودی است. به دلیل سطح مقطع بزرگ بلوک فومی، هیچ پوسته بالایی و پایینی وجود ندارد و پوسته لبه نیز نازک است، بنابراین تلفات برش بسیار کاهش می‌یابد. تجهیزات مساحت کمی را پوشش می‌دهند، ارتفاع دستگاه حدود ۱۲ تا ۱۳ متر است و هزینه سرمایه‌گذاری دستگاه و تجهیزات کمتر از فرآیند فوم‌سازی افقی است. تعویض قیف و مدل برای تولید بدنه‌های فومی استوانه‌ای یا مستطیلی، به ویژه بیلت‌های فومی گرد برای برش چرخشی، آسان است.
۵۹. نکات اساسی انتخاب مواد اولیه برای تهیه فوم نرم
الف) پلی‌ال: پلی‌ال پلی‌اتر برای فوم بلوکی معمولی، وزن مولکولی عموماً ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ است که عمدتاً پلی‌اتر تری‌ال است. پلی‌اتر تری‌ال با وزن مولکولی ۴۵۰۰ تا ۶۰۰۰ برای فوم با مقاومت بالا استفاده می‌شود. با افزایش وزن مولکولی، استحکام کششی، ازدیاد طول و مقاومت فوم افزایش می‌یابد. واکنش‌پذیری پلی‌اترهای مشابه کاهش می‌یابد. با افزایش درجه عملکردی پلی‌اتر، واکنش نسبتاً تسریع می‌شود، درجه اتصال عرضی پلی‌اورتان افزایش می‌یابد، سختی فوم افزایش می‌یابد و ازدیاد طول کاهش می‌یابد. ایزوسیانات: ماده اولیه ایزوسیانات فوم بلوکی نرم پلی‌اورتان عمدتاً تولوئن دی‌ایزوسیانات (TDI-80) است. فعالیت نسبتاً کم TDI-65 فقط برای فوم پلی‌اورتان پلی‌استر یا فوم پلی‌اتر مخصوص استفاده می‌شود. کاتالیزور: مزایای کاتالیزوری فوم‌سازی فوم نرم فله‌ای را می‌توان تقریباً به دو دسته تقسیم کرد: یکی ترکیبات آلی فلزی، که کاپریلات قلع رایج‌ترین آنهاست. نوع دیگر، آمین‌های نوع سوم هستند که معمولاً به عنوان دی‌متیل‌آمینواتیل اترها استفاده می‌شوند. پایدارکننده فوم: در فوم پلی‌استر پلی‌اورتان فله‌ای، عمدتاً از سورفکتانت‌های غیرسیلیکونی و در فوم پلی‌اتر فله‌ای، عمدتاً از کوپلیمر اولفین اکسید شده با ارگانوسیلیکا استفاده می‌شود. عامل فوم‌ساز: به طور کلی، فقط آب به عنوان عامل فوم‌ساز استفاده می‌شود، زمانی که چگالی حباب‌های بلوک نرم پلی‌اورتان بیشتر از ۲۱ کیلوگرم بر متر مکعب باشد. ترکیبات با نقطه جوش پایین مانند متیلن کلرید (MC) فقط در فرمولاسیون‌های با چگالی پایین به عنوان عوامل پف‌دهنده کمکی استفاده می‌شوند.
۶۰. تأثیر شرایط محیطی بر خواص فیزیکی فوم‌های بلوکی
الف) تأثیر دما: واکنش کف‌سازی پلی‌یورتان با افزایش دمای ماده تسریع می‌شود که این امر باعث خطر سوختن هسته و آتش‌سوزی در فرمولاسیون‌های حساس خواهد شد. تأثیر رطوبت هوا: با افزایش رطوبت، به دلیل واکنش گروه ایزوسیانات موجود در فوم با آب موجود در هوا، سختی فوم کاهش و میزان کشیدگی افزایش می‌یابد. استحکام کششی فوم با افزایش گروه اوره افزایش می‌یابد. تأثیر فشار اتمسفر: برای همان فرمول، هنگام کف‌سازی در ارتفاع بالاتر، چگالی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
۶۱. تفاوت اصلی بین سیستم مواد اولیه مورد استفاده برای فوم نرم قالب‌گیری سرد و فوم قالب‌گیری گرم
الف) مواد اولیه مورد استفاده در قالب‌گیری سرد واکنش‌پذیری بالایی دارند و نیازی به گرمایش خارجی در طول پخت نیست، با تکیه بر گرمای تولید شده توسط سیستم، واکنش پخت اساساً می‌تواند در مدت زمان کوتاهی تکمیل شود و قالب می‌تواند ظرف چند دقیقه پس از تزریق مواد اولیه آزاد شود. واکنش‌پذیری مواد اولیه فوم قالب‌گیری گرم کم است و مخلوط واکنش باید پس از کف کردن در قالب، همراه با قالب گرم شود و محصول فوم پس از رسیدن کامل در کانال پخت، آزاد می‌شود.
۶۲. فوم نرم قالب‌گیری سرد در مقایسه با فوم قالب‌گیری گرم چه ویژگی‌هایی دارد؟
الف) ① فرآیند تولید نیازی به گرمای خارجی ندارد و می‌تواند گرمای زیادی را ذخیره کند؛ ② ضریب خمیدگی بالا (نسبت جمع‌شدگی)، عملکرد راحتی خوب؛ ③ نرخ بازگشت بالا؛ ④ فوم بدون خاصیت ضد شعله همچنین دارای خواص ضد شعله خاصی است؛ ⑤ چرخه تولید کوتاه، می‌تواند از کپک جلوگیری کند و در هزینه صرفه‌جویی کند.
۶۳. ویژگی‌ها و کاربردهای حباب نرم و حباب سخت به ترتیب
الف) ویژگی‌های حباب‌های نرم: ساختار سلولی حباب‌های نرم پلی‌یورتان عمدتاً باز است. به‌طورکلی، چگالی کم، بازیابی الاستیک خوب، جذب صدا، نفوذپذیری هوا، حفظ گرما و سایر خواص را دارد. موارد استفاده: عمدتاً برای مبلمان، مواد کوسن، مواد کوسن صندلی خودرو، انواع مواد کامپوزیت چندلایه بالشتک نرم استفاده می‌شود. فوم نرم صنعتی و مدنی همچنین به‌عنوان مواد فیلتر، مواد عایق صدا، مواد ضد ضربه، مواد تزئینی، مواد بسته‌بندی و مواد عایق حرارتی استفاده می‌شود.
ویژگی‌های فوم سخت: فوم پلی اورتان سبک، استحکام ویژه بالا و پایداری ابعادی خوب است؛ عملکرد عایق حرارتی فوم سخت پلی اورتان برتر است. نیروی چسبندگی قوی؛ عملکرد پیرسازی خوب، عمر طولانی آدیاباتیک؛ مخلوط واکنش سیالیت خوبی دارد و می‌تواند حفره یا فضای با شکل پیچیده را به نرمی پر کند. ماده اولیه تولید فوم سخت پلی اورتان واکنش‌پذیری بالایی دارد، می‌تواند به سرعت خشک شود و می‌تواند به راندمان بالا و تولید انبوه در کارخانه دست یابد.
موارد استفاده: به عنوان عایق برای یخچال، فریزر، کانتینرهای یخچال‌دار، سردخانه، عایق لوله‌های نفت و آب گرم، عایق دیوار و سقف ساختمان، تخته ساندویچ عایق و غیره استفاده می‌شود.
۶۴. نکات کلیدی طراحی فرمول حباب سخت
الف) پلی‌ال‌ها: پلی‌ال‌های پلی‌اتر مورد استفاده برای فرمولاسیون فوم سخت، عموماً پلی‌ال‌های اکسید پلی‌پروپیلن با انرژی بالا و مقدار هیدروکسیل بالا (وزن مولکولی کم) هستند؛ ایزوسیانات: در حال حاضر، ایزوسیانات مورد استفاده برای حباب‌های سخت، عمدتاً پلی‌متیلن پلی‌فنیل پلی‌ایزوسیانات (که عموماً با نام PAPI شناخته می‌شود) است، یعنی MDI خام و MDI پلیمریزه شده؛ عوامل پف‌زا: (1) عامل پف‌زای CFC (2) عامل پف‌زای HCFC و HFC (3) عامل پف‌زای پنتان (4) آب؛ تثبیت‌کننده فوم: تثبیت‌کننده فوم مورد استفاده برای فرمولاسیون فوم سخت پلی‌یورتان، عموماً یک پلیمر بلوکی از پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان و پلی‌اکسولفین است. در حال حاضر، اکثر تثبیت‌کننده‌های فوم عمدتاً از نوع Si-C هستند. کاتالیزور: کاتالیزور فرمولاسیون حباب سخت، عمدتاً آمین نوع سوم است و کاتالیزور ارگانوتین را می‌توان در موارد خاص استفاده کرد. سایر افزودنی‌ها: با توجه به الزامات و نیازهای کاربردهای مختلف محصولات فوم سخت پلی اورتان، می‌توان مواد ضد حریق، بازکننده‌ها، مهارکننده‌های دود، ضد پیری، ضد کپک، سفت‌کننده‌ها و سایر افزودنی‌ها را به فرمول اضافه کرد.
۶۵. اصل آماده‌سازی فوم قالب‌گیری کامل پوست
الف) فوم پوسته‌ای یکپارچه (ISF)، که به عنوان فوم خودپوسته شونده (فوم خودپوسته شونده) نیز شناخته می‌شود، یک فوم پلاستیکی است که در زمان تولید، پوسته متراکم خود را تولید می‌کند.
۶۶. ویژگی‌ها و کاربردهای الاستومرهای میکرومتخلخل پلی‌یورتان
الف) ویژگی‌ها: الاستومر پلی‌یورتان یک پلیمر بلوکی است که عموماً از الیگومر پلی‌یول با زنجیره بلند انعطاف‌پذیر و بخش نرم، دی‌ایزوسیانات و افزایش‌دهنده زنجیره تشکیل شده است تا یک بخش سخت، بخش سخت و بخش نرم را به صورت متناوب تشکیل دهد و یک واحد ساختاری تکراری را تشکیل دهد. پلی‌یورتان علاوه بر داشتن گروه‌های استر آمونیاک، می‌تواند پیوندهای هیدروژنی را در داخل و بین مولکول‌ها تشکیل دهد و بخش‌های نرم و نرم می‌توانند نواحی میکروفازی تشکیل دهند و جداسازی میکروفازی ایجاد کنند.
۶۷. ویژگی‌های اصلی عملکرد الاستومرهای پلی‌یورتان چیست؟
الف) ویژگی‌های عملکردی: ۱. استحکام و الاستیسیته بالا، می‌تواند در طیف وسیعی از سختی (Shaw A10 ~ Shaw D75) برای حفظ الاستیسیته بالا باشد؛ به طور کلی، سختی پایین مورد نیاز را می‌توان بدون نرم‌کننده به دست آورد، بنابراین مشکلی ناشی از مهاجرت نرم‌کننده وجود ندارد؛ ۲. تحت سختی یکسان، ظرفیت حمل بالاتری نسبت به سایر الاستومرها دارد؛ ۳. مقاومت سایشی عالی، مقاومت سایشی آن ۲ تا ۱۰ برابر لاستیک طبیعی است؛ ۴. مقاومت عالی در برابر روغن و مواد شیمیایی؛ مقاوم در برابر تابش پلی اورتان آروماتیک؛ مقاومت عالی در برابر اکسیژن و ازن؛ ۵. مقاومت در برابر ضربه بالا، مقاومت خوب در برابر خستگی و مقاومت در برابر شوک، مناسب برای کاربردهای خمشی با فرکانس بالا؛ ۶. انعطاف‌پذیری در دمای پایین خوب است؛ ۷. پلی اورتان معمولی را نمی‌توان در دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد استفاده کرد، اما استفاده از فرمول ویژه می‌تواند دمای بالای ۱۴۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند؛ ۸. هزینه‌های قالب‌گیری و پردازش نسبتاً کم است.
۶۸. الاستومرهای پلی اورتان بر اساس پلیول‌ها، ایزوسیانات‌ها، فرآیندهای تولید و غیره طبقه‌بندی می‌شوند.
الف) ۱. بر اساس ماده اولیه پلی‌ال الیگومر، الاستومرهای پلی‌یورتان را می‌توان به انواع پلی‌استر، پلی‌اتر، پلی‌الفین، پلی‌کربنات و غیره تقسیم کرد. نوع پلی‌اتر را می‌توان بر اساس گونه‌های خاص به نوع پلی‌تتراهیدروفوران و پلی‌پروپیلن اکسید تقسیم کرد. ۲. بر اساس تفاوت دی‌ایزوسیانات، می‌توان آن را به الاستومرهای آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم کرد و به انواع TDI، MDI، IPDI، NDI و سایر انواع تقسیم نمود. از نظر فرآیند تولید، الاستومرهای پلی‌یورتان به طور سنتی به سه دسته تقسیم می‌شوند: نوع ریخته‌گری (CPU)، ترموپلاستیک (TPU) و نوع اختلاط (MPU).
۶۹- عوامل مؤثر بر خواص الاستومرهای پلی اورتان از دیدگاه ساختار مولکولی چیست؟
الف) از نظر ساختار مولکولی، الاستومر پلی اورتان یک پلیمر بلوکی است که عموماً از پلی ال های الیگومر، بخش نرم با زنجیره بلند و انعطاف پذیر، دی ایزوسیانات و افزاینده زنجیره تشکیل شده است تا یک بخش سخت، بخش سخت و بخش نرم را به صورت متناوب تشکیل دهد و یک واحد ساختاری تکراری را تشکیل دهد. پلی اورتان علاوه بر داشتن گروه های استر آمونیاک، می تواند پیوندهای هیدروژنی را در داخل و بین مولکول ها تشکیل دهد و بخش های نرم و سخت می توانند نواحی میکروفازی تشکیل دهند و جداسازی میکروفازی ایجاد کنند. این ویژگی های ساختاری باعث می شود الاستومرهای پلی اورتان از مقاومت و چقرمگی سایشی عالی برخوردار باشند که به عنوان "لاستیک مقاوم در برابر سایش" شناخته می شود.
۷۰. تفاوت عملکرد بین الاستومرهای نوع پلی‌استر معمولی و نوع پلی‌تتراهیدروفوران اتر
الف) مولکول‌های پلی‌استر حاوی گروه‌های استر قطبی بیشتری (-COO-) هستند که می‌توانند پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی قوی تشکیل دهند، بنابراین پلی‌اورتان پلی‌استر از استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر روغن برخوردار است.
الاستومر تهیه شده از پلی‌ال‌های پلی‌اتر، پایداری هیدرولیز خوب، مقاومت در برابر آب و هوا، انعطاف‌پذیری در دمای پایین و مقاومت در برابر کپک دارد. منبع مقاله/پژوهش یادگیری پلیمر
زمان ارسال: ۱۷ ژانویه ۲۰۲۴