СИНТЕЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИУРЕТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ УДЛИНИТЕЛЯ ЦЕПИ АРОМАТИЧЕСКОГО ДИОЛА И РАЗРАБОТКА НА ЕГО ОСНОВЕ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Аннотация
Синтезирован термопластичный полиуретан на основе олигобутиленгликольадипината, 4,4'-дифенилметандиизоцианата и удлинителя цепи. В качестве последнего предложено использовать ароматический диол - 2,2-бис-[4-(2-гидроксиэтокси)фенил]пропан. Синтез осуществляли одностадийным способом при соотношении реагентов, обеспечивающем недостаток изоцианатных групп. Конечный продукт представлял собой линейный сополимер с концевыми гидроксильными группами. Для сравнения свойств по аналогичной технологии был получен термопласт, в котором роль удлинителя цепи выполнял алифатический диол - 1,4-бутандиол. Образец, полученный с участием ароматического диола, является аморфным низкомодульным и в нем отсутствует остаточная деформация после разрыва. Применение алифатического диола приводит к формированию закристаллизованного высокомодульного полимера с высокой остаточной деформацией и твердостью. Наблюдаемые различия связаны с введением в структуру жесткого блока полимера, образованного ароматическим диолом, боковых метильных групп и простых эфирных связей. Последние нарушают упорядоченность упаковки макромолекул и повышают их способность к упругому восстановлению. Кроме того, в жестком блоке за счет использования ароматического диола увеличивается содержание ароматических фрагментов. Они способствуют аморфизации полимера, увеличивают его прочность, а также повышают температуру начала деструкции и коксовый остаток. В то же время, обсуждаемый термопласт по температурам, соответствующим полупериоду этапа разложения и завершению ступени разложения, уступает аналогу, синтезированному с использованием алифатического диола. Это связано с присутствием в жестком блоке первого относительно нетермостойких простых эфирных связей. На основе предлагаемого термопласта разработан двухкомпонентный клей, который по прочности склеивания превосходит клеи бытового назначения, в состав которых входит полиуретановый термопласт, полученный с использованием алифатического диола.
Для цитирования:
Бакирова И.Н., Минеева Т.А. Синтез термопластичного полиуретана с использованием в качестве удлинителя цепи ароматического диола и разработка на его основе клеевых композиций. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 11. С. 106-113. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7040.
Литература
Mineeva T.A., Bakirova I.N. Safiullina T.R. Cast Molded Polyurethane Elastomer Prepared by Using Aromatic Diol as a Chain Extender. Russ. J. Gen. Chem. 2024. V. 94. P. 866–871. DOI: 10.1134/S1070363224040133.
Kransnovskikh M.P., Ponomarev V.G., Mokrushin I.G. Physical foaming agent influence on rigid polyurethane foams properties. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 11. P. 90-97 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.6657.
Panov Yu.Т., Еrmolaeva Е.V., Chizhova L.А. Effect of fillers on the characteristics of single-component sealants based on silylated polyurethanes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 9. P. 110-115 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236609.6804.
Slepchuk I., Semeshko O.Y., Asaulyuk T.S., Saribyekova Y.G. Investigation of physicochemical properties of styrene-acrylic and urethane polymers used in finishing of textile materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 3. P. 88-93. DOI: 10.6060/ivkkt.20206303.6091.
Sonnenschein M.F. Polyurethanes: science, technology, markets and trends. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. 2015. 440 p.
Linak E., Kalin T., Funada C., Ma X. Adhesives and Sealants. IHS Chemical, Englewood, CО. 2012.
Ebnesajjad S., Landrock A.H. Adhesives Technology Handbook. 2015. DOI: 10.1016/C2013-0-18392-4.
Frisch K.C. Jr. Chapter 16. Chemistry and technology of polyurethane adhesives. In: Adhesion Science and Engineering. Adhes. Set. Eng. 2002. V. 2. DOI: 10.1016/B978-044451140-9/50016-0.
Yakovenko D.F., Kurkin A.I., Romakhin A.S., Palyuti F.M. Urethane thermoplastics – development prospects. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2006. N 2. P. 162-164 (in Russian).
Szycher M. Szycher’s handbook of polyurethanes. Boca Raton: Taylor & Francis Group, LLC. 2013. 1092 p. DOI: 10.1201/b12343.
Villenave J.-J. Adhesive joints. M.: Technosfera. 2007. 384 p. (in Russian).
Komarov G.V. Hot melt adhesives. Polymer. Mater. 2012. N 6. P. 24-33 (in Russian).
Sanchez-Adsuar M.S. Inuence of the composition on the crystallinity and adhesion properties of thermoplastic polyurethane elastomers. Int. J. Adhes. Adhes. 2000. 20. Р. 291-298. DOI: 10.1016/S0143-7496(99)00059-7.
Ulrich Meier-Westhues. Polyurethanes: Coatings, Adhe-sives and Sealants. Vincentz Network. 2019. 448 р. DOI: 10.1515/9783748600473.
Golling F.E., Pires R., Hecking A., Weikard J., Richter F., Danielmeier K., Dijkstra D. Polyurethanes for coatings andadhesives – chemistry and applications. Polym. Int. 2019. V. 68. N 5. Р. 819-991. DOI: 10.1002/pi.5665.
Lay D.G., Cranky P. Polyurethane Adhesives. Handbook of Adhesive Technology. N. Y.: Marcel Dekker Inc. 2003. Р. 688-711. DOI: 10.1201/9780203912225.ch34.
Bakirova I.N, Mironov R.R., Romanov D.A. Properties of cast moulded polyurethane prepared by using hydroxyeth-ylated diphenylolpropane. XXI Mendeleev congress on general and applied chemistry. 9–13 September 2019. Saint Petersburg. V. 2b. P. 52.
Bakirova I.N., Zenitova L.A. Analysis of the influence of the nature of oligomeric hydroxyl-containing compounds on the properties of polyurethane elastomers. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2019. V. 22. N 6. P. 27-33 (in Russian).
Bakirova I.N., Galkina N.V. A Polyurethane Coating Based on Hydroxyethylated Diphenylolpropane. Polym. Sci. Ser. D. 2018. V. 11. N 2. P. 135-139. DOI: 10.1134/S1995421218020028.
Galkina N.V. Bakirova I.N. Synthesis of polyurethanes using 2,2-bi-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-propane and properties of coatings based on them. Lakokras. Mater. Primen. 2015. N 10. P. 40-43 (in Russian).
Reznichenko S.V., Morozova Yu.L. The big guide of the rubber man. Part 1. Rubbers and ingredients. M.: LLC "Izd. tsentr "Tukhinform" of the International Academy of Informatization". 2012. 744 р. (in Russian).
Ahmad M., Xu B., Purnawali H., Fu Y., Huang W., Miraftab M., Luo J. High Performance Shape Memory Polyurethane Synthesized with High Molecular Weight Polyol as the Soft Segment. Appl. Sci. 2012. V. 2. N 2. P. 535-548. DOI: 10.3390/app2020535.
Magdalena M.R., Kultys A., PikusRogulsk S. Studies on thermoplastic polyurethanes based on new diphenylethane-derivative diols. III. The effect of molecular weight and structure of soft segment on some properties of segmented polyurethanes. J. Appl. Polym. Sci. 2008. V. 110. P. 1677–1689. DOI: 10.1002/app.28583.
Gorbunova M. A., Anokhin D. V., Badamshina E. R Recent Advances in the Synthesis and Application of Thermoplastic Semicrystalline Shape Memory Polyurethanes. Polym. Sci. Ser. B. 2020. V. 62. N 5. Р. 427–450. DOI:10.1134/S1560090420050073.
Randall D., Lee S. The Polyurethanes Book. Huntsman Polyurethanes. Belgium: Everberg. 2002. 477 p.
Akindoyo J.O., Ghazali S. Polyurethane types, synthesis and applications. SC Adv. 2016. V. 6. P. 114453-114482. DOI: 10.1039/C6RA14525F.
