Què és exactament aprepolímer de poliuretà, i per què s'utilitza àmpliament en elastòmers de poliuretà, recobriments, adhesius i altres aplicacions?
A la indústria del poliuretà, "prepolímer" i "prepolímer" s'utilitzen generalment per descriure el mateix concepte, tot i que "prepolímer" és el terme més comú en la comunicació tècnica quotidiana. Un prepolímer de poliuretà és un material intermedi produït fent reaccionar parcialment un poliol, com un polièter o polièster poliol, amb un excés de diisocianat com MDI o TDI.
La característica clau d'un prepolímer de poliuretà acabat amb NCO és que encara conté grups isocianat reactius (-NCO) després de la reacció inicial. Aquests grups NCO restants poden reaccionar posteriorment amb un agent de curat, un extensor de cadena, aigua o altres components reactius per formar el material de poliuretà final.
En termes simples, un prepolímer es pot considerar un material de poliuretà semielaborat. En lloc de permetre que totes les matèries primeres reaccionin al mateix temps, part de la reacció es completa per endavant. Això ofereix als fabricants un major control sobre el processament final i les propietats.
Per què utilitzar un prepolímer?
Un dels principals avantatges és un millor control del procés. La reacció directa del diisocianat amb el poliol durant la producció final pot donar lloc a un sistema altament reactiu que és difícil de controlar. Amb un prepolímer, la reacció inicial ja s'ha completat parcialment i la reacció restant es pot controlar mitjançant l'elecció i la quantitat d'agent de curat, temperatura, catalitzador i condicions de processament.
Un sistema de prepolímers també pot proporcionar una finestra de processament més pràctica per a la barreja, desgasificació i fosa. Depenent de la formulació, els fabricants poden ajustar la velocitat de reacció per satisfer els requisits dels diferents processos de producció.
Un altre avantatge important és la flexibilitat de formulació. En seleccionar diferents poliols i isocianats, els fabricants poden dissenyar sistemes de poliuretà amb diferents dureses, elasticitat, resistència a l'abrasió, resistència a l'oli, resistència a la hidròlisi i altres propietats.
Els prepolímers estan disponibles amb diferents continguts de NCO i viscositats. Els sistemes de NCO inferior solen ser més viscosos i es poden utilitzar en recobriments i segelladors que curan la humitat, mentre que els sistemes de NCO superior s'utilitzen habitualment en sistemes de poliuretà de dos components. El contingut de NCO adequat depèn de l'aplicació, el sistema de curat, els requisits de viscositat i les propietats objectiu.
Com s'utilitza un prepolímer?
Per exemple, en la producció d'un corró de poliuretà 80 Shore A, un fabricant pot reaccionar primer un polièter poliol amb un isocianat adequat per produir un prepolímer acabat amb NCO. A continuació, el prepolímer es combina amb una quantitat calculada d'extensor de cadena o agent de curat, com ara BDO o MOCA, depenent de la formulació.
Després de la mescla i, quan cal, la desgasificació al buit, el material s'aboca en un motlle i es cura en condicions de temperatura controlada. A continuació, es pot aplicar el postcurat per aconseguir les propietats mecàniques finals i l'estabilitat dimensional requerides.
També és important entendre que un prepolímer no és necessàriament un sol compost químic pur. Els prepolímers comercials poden contenir isocianat no reaccionat, productes de reacció isocianat-poliol i espècies oligomèriques amb diferents estructures moleculars.