پولیوریتھین ایلسٹومرز کے تھرمل استحکام اور بہتری کے اقدامات

نام نہادپولیوریتھینپولی یوریتھین کا مخفف ہے، جو کہ پولی آئیوسائنیٹس اور پولیول کے رد عمل سے بنتا ہے، اور مالیکیولر چین پر کئی بار بار امائنو ایسٹر گروپس (- NH-CO-O -) پر مشتمل ہوتا ہے۔ اصل ترکیب شدہ پولی یوریتھین رال میں، امینو ایسٹر گروپ کے علاوہ، یوریا اور بائیوریٹ جیسے گروپ بھی ہوتے ہیں۔ Polyols کا تعلق لمبی زنجیر والے مالیکیولز سے ہوتا ہے جن کے آخر میں ہائیڈروکسیل گروپ ہوتے ہیں، جنہیں "سافٹ چین سیگمنٹس" کہا جاتا ہے، جب کہ پولی آئوسائنیٹس کو "ہارڈ چین سیگمنٹس" کہا جاتا ہے۔
نرم اور سخت زنجیر کے حصوں سے پیدا ہونے والی پولیوریتھین رالوں میں، صرف ایک چھوٹا فیصد امینو ایسڈ ایسٹرز ہیں، اس لیے انہیں پولیوریتھین کہنا مناسب نہیں ہوگا۔ ایک وسیع معنوں میں، پولیوریتھین isocyanate کا ایک اضافہ ہے۔
مختلف قسم کے isocyanates پولی ہائڈروکسی مرکبات کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہوئے پولی یوریتھین کے مختلف ڈھانچے پیدا کرتے ہیں، اس طرح مختلف خصوصیات کے ساتھ پولیمر مواد حاصل کرتے ہیں، جیسے پلاسٹک، ربڑ، کوٹنگز، ریشے، چپکنے والے، وغیرہ۔ Polyurethane ربڑ
Polyurethane ربڑ ربڑ کی ایک خاص قسم سے تعلق رکھتا ہے، جو isocyanate کے ساتھ polyether یا polyester کے رد عمل سے بنایا جاتا ہے۔ مختلف قسم کے خام مال، رد عمل کے حالات، اور کراس لنکنگ کے طریقوں کی وجہ سے بہت سی قسمیں ہیں۔ کیمیائی ساخت کے نقطہ نظر سے، پالئیےسٹر اور پولیتھر کی اقسام ہیں، اور پروسیسنگ کے طریقہ کار کے نقطہ نظر سے، تین قسمیں ہیں: مکسنگ کی قسم، کاسٹنگ کی قسم، اور تھرمو پلاسٹک کی قسم۔
مصنوعی پولی یوریتھین ربڑ کو عام طور پر کم مالیکیولر ویٹ پری پولیمر بنانے کے لیے لکیری پالئیےسٹر یا پولیتھر کے ساتھ رد عمل کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے، جس کے بعد ایک اعلی مالیکیولر ویٹ پولیمر پیدا کرنے کے لیے چین ایکسٹینشن ری ایکشن کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ اس کے بعد، مناسب کراس لنکنگ ایجنٹوں کو شامل کیا جاتا ہے اور اس کا علاج کرنے کے لئے گرم کیا جاتا ہے، وولکینائزڈ ربڑ بن جاتا ہے. اس طریقہ کو پری پولیمرائزیشن یا دو قدمی طریقہ کہا جاتا ہے۔
ایک قدمی طریقہ استعمال کرنا بھی ممکن ہے - براہ راست لکیری پالئیےسٹر یا پولیتھر کو ڈائیسوسیانٹس، چین ایکسٹینڈرس، اور کراس لنکنگ ایجنٹوں کے ساتھ ملا کر رد عمل شروع کر کے پولی یوریتھین ربڑ تیار کریں۔
TPU مالیکیولز میں A-سگمنٹ میکرو مالیکیولر چینز کو گھومنے کے لیے آسان بناتا ہے، پولی یوریتھین ربڑ کو اچھی لچک کے ساتھ عطا کرتا ہے، پولیمر کے نرمی کے نقطہ اور ثانوی منتقلی کے نقطہ کو کم کرتا ہے، اور اس کی سختی اور میکانکی طاقت کو کم کرتا ہے۔ بی سیگمنٹ میکرو مالیکولر زنجیروں کی گردش کو پابند کرے گا، جس سے پولیمر کا نرمی نقطہ اور ثانوی منتقلی نقطہ بڑھ جائے گا، جس کے نتیجے میں سختی اور میکانکی طاقت میں اضافہ ہوگا، اور لچک میں کمی واقع ہوگی۔ A اور B کے درمیان داڑھ کے تناسب کو ایڈجسٹ کرنے سے، مختلف مکینیکل خصوصیات کے ساتھ TPUs تیار کیے جا سکتے ہیں۔ TPU کے کراس لنکنگ ڈھانچے کو نہ صرف بنیادی کراس لنکنگ پر غور کرنا چاہیے، بلکہ انووں کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے بننے والے ثانوی کراس لنکنگ پر بھی غور کرنا چاہیے۔ پولیوریتھین کا بنیادی کراس لنکنگ بانڈ ہائیڈروکسیل ربڑ کی ولکنائزیشن ساخت سے مختلف ہے۔ اس کے امینو ایسٹر گروپ، بائیوریٹ گروپ، یوریا فارمیٹ گروپ اور دیگر فنکشنل گروپس کو ایک باقاعدہ اور فاصلہ والے رگڈ چین سیگمنٹ میں ترتیب دیا گیا ہے، جس کے نتیجے میں ربڑ کا ایک باقاعدہ نیٹ ورک ڈھانچہ ہے، جس میں بہترین لباس مزاحمت اور دیگر بہترین خصوصیات ہیں۔ دوم، پولی یوریتھین ربڑ میں بہت سے انتہائی مربوط فنکشنل گروپس جیسے یوریا یا کاربامیٹ گروپس کی موجودگی کی وجہ سے، سالماتی زنجیروں کے درمیان بننے والے ہائیڈروجن بانڈز کی طاقت زیادہ ہوتی ہے، اور ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے بننے والے ثانوی کراس لنکنگ بانڈز کی خصوصیات پر بھی نمایاں اثر پڑتا ہے۔ polyurethane ربڑ. ثانوی کراس لنکنگ پولی یوریتھین ربڑ کو ایک طرف تھرموسیٹنگ ایلسٹومر کی خصوصیات رکھنے کے قابل بناتا ہے، اور دوسری طرف، یہ کراس لنکنگ صحیح معنوں میں کراس لنک نہیں ہے، جو اسے ورچوئل کراس لنکنگ بناتا ہے۔ کراس لنکنگ کی حالت درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، یہ کراس لنکنگ آہستہ آہستہ کمزور اور غائب ہو جاتا ہے۔ پولیمر میں ایک خاص روانی ہوتی ہے اور اسے تھرمو پلاسٹک پروسیسنگ کا نشانہ بنایا جا سکتا ہے۔ جب درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے، یہ کراس لنکنگ آہستہ آہستہ ٹھیک ہو کر دوبارہ بن جاتی ہے۔ تھوڑی مقدار میں فلر کا اضافہ مالیکیولز کے درمیان فاصلہ بڑھاتا ہے، مالیکیولز کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز بنانے کی صلاحیت کو کمزور کرتا ہے، اور طاقت میں تیزی سے کمی کا باعث بنتا ہے۔ تحقیق سے ثابت ہوا ہے کہ پولی یوریتھین ربڑ میں مختلف فنکشنل گروپس کے استحکام کی ترتیب اونچائی سے نیچے تک ہے: ایسٹر، ایتھر، یوریا، کاربامیٹ، اور بائیوریٹ۔ پولیوریتھین ربڑ کی عمر بڑھنے کے عمل کے دوران، پہلا مرحلہ بائیوریٹ اور یوریا کے درمیان کراس لنکنگ بانڈز کو توڑنا ہے، اس کے بعد کاربامیٹ اور یوریا بانڈز کا ٹوٹنا، یعنی مین چین بریکنگ۔
01 نرم کرنا
Polyurethane elastomers، بہت سے پولیمر مواد کی طرح، اعلی درجہ حرارت پر نرم ہو جاتے ہیں اور لچکدار حالت سے چپچپا بہاؤ کی حالت میں منتقل ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں میکانکی طاقت میں تیزی سے کمی واقع ہوتی ہے۔ کیمیائی نقطہ نظر سے، لچک کا نرم ہونے والا درجہ حرارت بنیادی طور پر اس کی کیمیائی ساخت، رشتہ دار مالیکیولر وزن، اور کراس لنکنگ کثافت جیسے عوامل پر منحصر ہوتا ہے۔
عام طور پر، رشتہ دار مالیکیولر وزن میں اضافہ، سخت حصے کی سختی میں اضافہ (جیسے مالیکیول میں بینزین کی انگوٹھی کو متعارف کرانا) اور سخت حصے کا مواد، اور کراس لنکنگ کثافت میں اضافہ یہ سب نرمی کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لیے فائدہ مند ہیں۔ تھرموپلاسٹک ایلسٹومر کے لیے، سالماتی ڈھانچہ بنیادی طور پر لکیری ہوتا ہے، اور جب رشتہ دار مالیکیولر وزن میں اضافہ ہوتا ہے تو ایلسٹومر کا نرم کرنے والا درجہ حرارت بھی بڑھ جاتا ہے۔
کراس لنکڈ پولی یوریتھین ایلسٹومر کے لیے، کراس لنکنگ کثافت کا رشتہ مالیکیولر وزن سے زیادہ اثر ہوتا ہے۔ لہذا، جب ایلسٹومر تیار کرتے ہیں، آئوسیانیٹ یا پولیول کی فعالیت میں اضافہ کچھ لچکدار مالیکیولز میں تھرمل طور پر مستحکم نیٹ ورک کیمیکل کراس لنکنگ ڈھانچہ تشکیل دے سکتا ہے، یا لچکدار جسم میں ایک مستحکم آئوسیانیٹ کراس لنکنگ ڈھانچہ بنانے کے لیے ضرورت سے زیادہ آئوسیانیٹ تناسب کا استعمال کر سکتا ہے۔ گرمی کی مزاحمت، سالوینٹ مزاحمت، اور ایلسٹومر کی مکینیکل طاقت کو بہتر بنانے کا ایک طاقتور ذریعہ۔
جب PPDI (p-phenyldiisocyanate) کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو بینزین کی انگوٹی سے دو isocyanate گروپوں کے براہ راست تعلق کی وجہ سے، تشکیل شدہ سخت طبقہ میں بینزین کی انگوٹھی کا مواد زیادہ ہوتا ہے، جو سخت طبقہ کی سختی کو بہتر بناتا ہے اور اس طرح اسے بڑھاتا ہے۔ ایلسٹومر کی گرمی کی مزاحمت۔
جسمانی نقطہ نظر سے، elastomers کے نرمی کا درجہ حرارت مائکروفیس علیحدگی کی ڈگری پر منحصر ہے. رپورٹس کے مطابق، ایلسٹومر جو مائیکرو فیز علیحدگی سے نہیں گزرتے ہیں ان کا نرم کرنے والا درجہ حرارت بہت کم ہوتا ہے، جس کا پروسیسنگ درجہ حرارت تقریباً 70 ℃ ہوتا ہے، جب کہ ایلسٹومر جو مائیکرو فیز علیحدگی سے گزرتے ہیں وہ 130-150 ℃ تک پہنچ سکتے ہیں۔ لہذا، elastomers میں مائکروفیس علیحدگی کی ڈگری میں اضافہ ان کی گرمی کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے مؤثر طریقوں میں سے ایک ہے.
زنجیر کے حصوں کی نسبتہ مالیکیولر وزن کی تقسیم اور سخت زنجیر والے حصوں کے مواد کو تبدیل کرکے ایلسٹومر کے مائیکرو فیز علیحدگی کی ڈگری کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اس طرح ان کی حرارت کی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ زیادہ تر محققین کا خیال ہے کہ پولیوریتھین میں مائیکرو فیز علیحدگی کی وجہ نرم اور سخت حصوں کے درمیان تھرموڈینامک عدم مطابقت ہے۔ چین ایکسٹینڈر کی قسم، سخت طبقہ اور اس کا مواد، نرم طبقہ کی قسم، اور ہائیڈروجن بانڈنگ سب کا اس پر اہم اثر پڑتا ہے۔
ڈائیول چین ایکسٹینڈرز کے مقابلے میں، ڈائیمین چین ایکسٹینڈرز جیسے MOCA (3,3-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane) اور DCB (3,3-dichloro-biphenylenediamine) elastomers میں زیادہ قطبی امینو ایسٹر گروپ بناتے ہیں، اور زیادہ ہائیڈروجن بانڈز بنا سکتے ہیں۔ سخت طبقات کے درمیان بننا، سخت طبقات کے درمیان تعامل کو بڑھانا اور ڈگری کو بہتر بنانا elastomers میں مائکرو فیز علیحدگی؛ سڈمیٹک آرومیٹک چین ایکسٹینڈرس جیسے کہ p، p-dihydroquinone، اور hydroquinone سخت حصوں کی نارملائزیشن اور سخت پیکنگ کے لیے فائدہ مند ہیں، اس طرح مصنوعات کی مائیکرو فیز علیحدگی کو بہتر بناتے ہیں۔
الیفاٹک آئسوسیانٹس کے ذریعے بننے والے امینو ایسٹر سیگمنٹس نرم حصوں کے ساتھ اچھی مطابقت رکھتے ہیں، جس کے نتیجے میں زیادہ سخت حصے نرم حصوں میں گھل جاتے ہیں، جس سے مائیکرو فیز علیحدگی کی ڈگری کم ہوتی ہے۔ امینو ایسٹر سیگمنٹس جو آرومیٹک آئوسینیٹس کے ذریعے تشکیل پاتے ہیں ان کی نرم سیگمنٹس کے ساتھ مطابقت نہیں ہوتی ہے، جبکہ مائیکرو فیز علیحدگی کی ڈگری زیادہ ہوتی ہے۔ Polyolefin polyurethane میں تقریباً مکمل مائیکرو فیز علیحدگی کا ڈھانچہ ہے اس حقیقت کی وجہ سے کہ نرم طبقہ ہائیڈروجن بانڈز نہیں بناتا اور ہائیڈروجن بانڈز صرف سخت حصے میں ہی ہو سکتے ہیں۔
ایلسٹومر کے نرم کرنے والے نقطہ پر ہائیڈروجن بانڈنگ کا اثر بھی اہم ہے۔ اگرچہ نرم طبقہ میں پولیتھرز اور کاربونیل سخت حصے میں NH کے ساتھ بڑی تعداد میں ہائیڈروجن بانڈ بنا سکتے ہیں، لیکن یہ ایلسٹومر کے نرم ہونے والے درجہ حرارت کو بھی بڑھاتا ہے۔ اس بات کی تصدیق کی گئی ہے کہ ہائیڈروجن بانڈ اب بھی 200 ℃ پر 40٪ برقرار رکھتے ہیں۔
02 تھرمل سڑن
امینو ایسٹر گروپس اعلی درجہ حرارت پر درج ذیل سڑن سے گزرتے ہیں:
- RNHCOOR - RNC0 HO-R
- RNHCOOR - RNH2 CO2 ene
- RNHCOOR - RNHR CO2 ene
پولیوریتھین پر مبنی مواد کے تھرمل سڑن کی تین اہم شکلیں ہیں:
① اصلی آئوسیانیٹ اور پولیول کی تشکیل؛
② α— CH2 بیس پر آکسیجن بانڈ ٹوٹ جاتا ہے اور دوسرے CH2 پر ایک ہائیڈروجن بانڈ کے ساتھ مل کر امینو ایسڈ اور الکینز بناتا ہے۔ امینو ایسڈ ایک بنیادی امائن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ میں گل جاتے ہیں:
③ فارم 1 سیکنڈری امائن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ۔
کاربامیٹ ڈھانچے کی تھرمل سڑن:
آریل این ایچ سی او آریل، ~120 ℃؛
N-alkyl-NHCO-aryl، ~180 ℃؛
آریل این ایچ سی او این الکائل، ~200 ℃؛
N-alkyl-NHCO-n-alkyl، ~250 ℃۔
امینو ایسڈ ایسٹرز کی حرارتی استحکام کا تعلق ابتدائی مادوں کی اقسام سے ہے جیسے کہ isocyanates اور polyols۔ الیفاٹک آئوسیانیٹ خوشبودار آئوسیانیٹ سے زیادہ ہوتے ہیں، جبکہ فیٹی الکوحل خوشبو دار الکوحل سے زیادہ ہوتے ہیں۔ تاہم، لٹریچر رپورٹ کرتا ہے کہ الیفاٹک امینو ایسڈ ایسٹرز کا تھرمل سڑن کا درجہ حرارت 160-180 ℃ کے درمیان ہے، اور خوشبودار امینو ایسڈ ایسٹرز کا درجہ حرارت 180-200 ℃ کے درمیان ہے، جو اوپر کے اعداد و شمار سے مطابقت نہیں رکھتا ہے۔ وجہ جانچ کے طریقہ کار سے متعلق ہو سکتی ہے۔
درحقیقت، aliphatic CHDI (1,4-cyclohexane diisocyanate) اور HDI (hexamethylene diisocyanate) میں عام طور پر استعمال ہونے والی خوشبودار MDI اور TDI سے بہتر گرمی کی مزاحمت ہوتی ہے۔ خاص طور پر سڈول ڈھانچے کے ساتھ ٹرانس CHDI کو سب سے زیادہ گرمی مزاحم آئوسیانیٹ کے طور پر تسلیم کیا گیا ہے۔ اس سے تیار کردہ Polyurethane elastomers میں اچھی پروسیسیبلٹی، بہترین ہائیڈرولیسس مزاحمت، اعلی نرمی کا درجہ حرارت، کم شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت، کم تھرمل ہسٹریسس، اور اعلی UV مزاحمت ہے۔
امینو ایسٹر گروپ کے علاوہ، پولی یوریتھین ایلسٹومر میں دیگر فعال گروپس بھی ہوتے ہیں جیسے یوریا فارمیٹ، بائیوریٹ، یوریا، وغیرہ۔ یہ گروپ زیادہ درجہ حرارت پر تھرمل سڑن سے گزر سکتے ہیں:
NHCONCOO - (الیفاٹک یوریا فارمیٹ)، 85-105 ℃؛
- NHCONCOO - (خوشبودار یوریا فارمیٹ)، درجہ حرارت کی حد میں 1-120 ℃؛
- NHCONCONH - (aliphatic biuret)، 10 ° C سے 110 ° C کے درجہ حرارت پر؛
NHCONCONH - (خوشبودار بایوریٹ)، 115-125 ℃؛
NHCONH - (الیفاٹک یوریا)، 140-180 ℃؛
- NHCONH - (خوشبودار یوریا)، 160-200 ℃؛
Isocyanurate رنگ> 270 ℃.
بائیوریٹ اور یوریا پر مبنی فارمیٹ کا تھرمل سڑن درجہ حرارت امینوفارمیٹ اور یوریا کے مقابلے میں بہت کم ہے، جبکہ آئسوسیانوریٹ بہترین تھرمل استحکام رکھتا ہے۔ elastomers کی پیداوار میں، ضرورت سے زیادہ isocyanates تشکیل شدہ امینوفارمیٹ اور یوریا کے ساتھ مزید رد عمل ظاہر کر کے یوریا پر مبنی فارمیٹ اور بایوریٹ کراس سے منسلک ڈھانچے تشکیل دے سکتے ہیں۔ اگرچہ وہ elastomers کی میکانی خصوصیات کو بہتر بنا سکتے ہیں، وہ گرمی کے لئے انتہائی غیر مستحکم ہیں.
ایلسٹومرز میں تھرمل غیر مستحکم گروپس جیسے بائیوریٹ اور یوریا فارمیٹ کو کم کرنے کے لیے ان کے خام مال کے تناسب اور پیداواری عمل پر غور کرنا ضروری ہے۔ ضرورت سے زیادہ isocyanate تناسب کا استعمال کیا جانا چاہئے، اور دیگر طریقوں کو زیادہ سے زیادہ استعمال کیا جانا چاہئے تاکہ پہلے خام مال (بنیادی طور پر isocyanates، polyols، اور چین ایکسٹینڈر) میں جزوی isocyanate rings بنائیں، اور پھر انہیں عام عمل کے مطابق elastomer میں داخل کریں۔ یہ گرمی مزاحم اور شعلہ مزاحم پولیوریتھین ایلسٹومرز پیدا کرنے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ بن گیا ہے۔
03 ہائیڈرولیسس اور تھرمل آکسیکرن
Polyurethane elastomers اپنے سخت حصوں میں تھرمل سڑن اور اعلی درجہ حرارت پر ان کے نرم حصوں میں اسی طرح کی کیمیائی تبدیلیوں کا شکار ہوتے ہیں۔ پالئیےسٹر ایلسٹومر میں پانی کی کمزور مزاحمت اور اعلی درجہ حرارت پر ہائیڈرولائز کرنے کا زیادہ شدید رجحان ہوتا ہے۔ پالئیےسٹر/TDI/diamine کی سروس لائف 50 ℃ پر 4-5 ماہ، 70 ℃ پر صرف دو ہفتے، اور 100 ℃ سے اوپر صرف چند دن تک پہنچ سکتی ہے۔ گرم پانی اور بھاپ کے سامنے آنے پر ایسٹر بانڈز متعلقہ تیزاب اور الکوحل میں گل سکتے ہیں، اور ایلسٹومر میں یوریا اور امینو ایسٹر گروپس بھی ہائیڈرولیسس رد عمل سے گزر سکتے ہیں:
RCOOR H20- → RCOOH HOR
ایسٹر الکحل
ایک RNHCONHR ایک H20- → RXHCOOH H2NR -
Ureamide
ایک RNHCOOR-H20- → RNCOOH HOR -
امینو فارمیٹ ایسٹر امینو فارمیٹ الکحل
پولیتھر پر مبنی ایلسٹومرز میں تھرمل آکسیڈیشن کا استحکام کم ہوتا ہے، اور ایتھر پر مبنی ایلسٹومرز α- کاربن ایٹم پر موجود ہائیڈروجن آسانی سے آکسائڈائز ہو جاتا ہے، جس سے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ بنتا ہے۔ مزید گلنے اور پھٹنے کے بعد، یہ آکسائیڈ ریڈیکلز اور ہائیڈروکسیل ریڈیکلز پیدا کرتا ہے، جو آخر کار گل کر کے فارمیٹس یا الڈیہائیڈز میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔
مختلف پالئیےسٹروں کا ایلسٹومر کی گرمی کی مزاحمت پر بہت کم اثر پڑتا ہے، جبکہ مختلف پولی ایٹرز کا ایک خاص اثر ہوتا ہے۔ TDI-MOCA-PTMEG کے مقابلے میں، TDI-MOCA-PTMEG میں 7 دن کے لیے 121 ℃ کی عمر میں بالترتیب 44% اور 60% کی ٹینسائل طاقت برقرار رکھنے کی شرح ہوتی ہے، جس کے ساتھ بعد والے پہلے سے نمایاں طور پر بہتر ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ پی پی جی مالیکیولز میں شاخوں کی زنجیریں ہوتی ہیں، جو لچکدار مالیکیولز کی باقاعدہ ترتیب کے لیے سازگار نہیں ہوتیں اور لچکدار جسم کی حرارت کی مزاحمت کو کم کرتی ہیں۔ پولیتھرز کا تھرمل اسٹیبلٹی آرڈر ہے: PTMEG>PEG>PPG۔
Polyurethane elastomers میں دیگر فعال گروپس، جیسے یوریا اور کاربامیٹ، بھی آکسیکرن اور ہائیڈولیسس کے رد عمل سے گزرتے ہیں۔ تاہم، ایتھر گروپ سب سے زیادہ آسانی سے آکسائڈائزڈ ہے، جبکہ ایسٹر گروپ سب سے زیادہ آسانی سے ہائیڈولائزڈ ہے۔ ان کے اینٹی آکسیڈینٹ اور ہائیڈولیسس مزاحمت کی ترتیب یہ ہے:
اینٹی آکسیڈینٹ سرگرمی: ایسٹر> یوریا> کاربامیٹ> ایتھر؛
ہائیڈرولیسس مزاحمت: ایسٹر
پولیتھر پولی یوریتھین کی آکسیڈیشن مزاحمت اور پالئیےسٹر پولی یوریتھین کی ہائیڈولیسس مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے، اضافی چیزیں بھی شامل کی جاتی ہیں، جیسے PTMEG پولیتھر ایلسٹومر میں 1% فینولک اینٹی آکسیڈینٹ Irganox1010 شامل کرنا۔ اس ایلسٹومر کی تناؤ کی طاقت کو بغیر اینٹی آکسیڈنٹ کے مقابلے میں 3-5 گنا بڑھایا جا سکتا ہے (168 گھنٹے تک 1500C پر عمر بڑھنے کے بعد ٹیسٹ کے نتائج)۔ لیکن ہر اینٹی آکسیڈینٹ کا پولی یوریتھین ایلسٹومرز پر اثر نہیں ہوتا، صرف فینولک 1rganox 1010 اور TopanOl051 (phenolic antioxidant، hindered amine light stabilizer، benzotriazole کمپلیکس) کے اہم اثرات ہوتے ہیں، اور سابقہ ​​بہترین ہے، ممکنہ طور پر اس لیے کہ phenolic antioxidants کے ساتھ elastomers اچھی ہوتی ہے۔ تاہم، فینولک اینٹی آکسیڈنٹس کے استحکام کے طریقہ کار میں فینولک ہائیڈروکسیل گروپس کے اہم کردار کی وجہ سے، نظام میں آئوسیانیٹ گروپس کے ساتھ اس فینولک ہائیڈروکسیل گروپ کے رد عمل اور "ناکامی" سے بچنے کے لیے، آئوسیانیٹ اور پولیول کا تناسب نہیں ہونا چاہیے۔ بہت زیادہ، اور اینٹی آکسیڈنٹس کو پری پولیمر اور چین ایکسٹینڈر میں شامل کرنا ضروری ہے۔ اگر پری پولیمر کی پیداوار کے دوران شامل کیا جاتا ہے، تو یہ استحکام کے اثر کو بہت متاثر کرے گا۔
پالئیےسٹر پولی یوریتھین ایلسٹومر کے ہائیڈولیسس کو روکنے کے لیے استعمال ہونے والے اضافی اجزاء بنیادی طور پر کاربوڈیمائیڈ مرکبات ہیں، جو پولی یوریتھین ایلسٹومر مالیکیولز میں ایسٹر ہائیڈولیسس کے ذریعے پیدا ہونے والے کاربو آکسیلک ایسڈز کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں تاکہ ایسیل یوریا مشتق پیدا ہو سکیں، مزید ہائیڈرولیسس کو روکتے ہیں۔ 2% سے 5% کے بڑے پیمانے پر کاربوڈیمائڈ کا اضافہ پولیوریتھین کے پانی کے استحکام کو 2-4 گنا بڑھا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، tert butyl catechol، hexamethyleneetetramine، azodicarbonamide، وغیرہ کے بھی کچھ اینٹی ہائیڈرولیسس اثرات ہوتے ہیں۔
04 اہم کارکردگی کی خصوصیات
Polyurethane elastomers عام ملٹی بلاک کوپولیمرز ہیں، جس میں سالماتی زنجیریں لچکدار حصوں پر مشتمل ہوتی ہیں جن میں شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت کمرے کے درجہ حرارت سے کم ہوتا ہے اور کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ شیشے کی منتقلی کے درجہ حرارت کے ساتھ سخت طبقات۔ ان میں، oligomeric polyols لچکدار حصوں کی تشکیل کرتے ہیں، جبکہ diisocyanates اور چھوٹے مالیکیول چین ایکسٹینڈرس سخت طبقات بناتے ہیں۔ لچکدار اور سخت زنجیر کے حصوں کا سرایت شدہ ڈھانچہ ان کی منفرد کارکردگی کا تعین کرتا ہے:
(1) عام ربڑ کی سختی کی حد عام طور پر Shaoer A20-A90 کے درمیان ہوتی ہے، جبکہ پلاسٹک کی سختی کی حد Shaoer A95 Shaoer D100 کے درمیان ہوتی ہے۔ Polyurethane elastomers فلر کی مدد کی ضرورت کے بغیر Shaoer A10 سے کم اور Shaoer D85 تک زیادہ تک پہنچ سکتے ہیں۔
(2) اعلی طاقت اور لچک اب بھی سختی کی ایک وسیع رینج کے اندر برقرار رکھی جا سکتی ہے۔
(3) بہترین لباس مزاحمت، قدرتی ربڑ سے 2-10 گنا۔
(4) پانی، تیل، اور کیمیکلز کے خلاف بہترین مزاحمت؛
(5) اعلی اثر مزاحمت، تھکاوٹ مزاحمت، اور کمپن مزاحمت، اعلی تعدد موڑنے والی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں؛
(6) اچھی کم درجہ حرارت کی مزاحمت، کم درجہ حرارت کی ٹوٹ پھوٹ کے ساتھ -30 ℃ یا -70 ℃؛
(7) اس کی بہترین موصلیت کی کارکردگی ہے، اور اس کی کم تھرمل چالکتا کی وجہ سے، اس کا ربڑ اور پلاسٹک کے مقابلے میں بہتر موصلیت کا اثر ہے۔
(8) اچھی بایو مطابقت اور اینٹی کوگولنٹ خصوصیات۔
(9) بہترین برقی موصلیت، سڑنا مزاحمت، اور UV استحکام۔
Polyurethane elastomers کو عام ربڑ کی طرح ایک ہی عمل کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جا سکتا ہے، جیسے کہ پلاسٹکائزیشن، مکسنگ اور ولکنائزیشن۔ ان کو مائع ربڑ کی شکل میں ڈال کر، سینٹرفیوگل مولڈنگ، یا اسپرے کے ذریعے بھی ڈھالا جا سکتا ہے۔ انہیں دانے دار مواد میں بھی بنایا جا سکتا ہے اور انجکشن، اخراج، رولنگ، بلو مولڈنگ اور دیگر عملوں کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جا سکتا ہے۔ اس طرح، یہ نہ صرف کام کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے، بلکہ یہ مصنوعات کی جہتی درستگی اور ظاہری شکل کو بھی بہتر بناتا ہے۔