מהו פוליאוריטןסוכן ריפוי?
בתעשיית הפוליאוריתן, המונח "חומר ריפוי" נמצא בשימוש נרחב אך לעיתים קרובות אינו מובן כהלכה. יצרנים, מנסחים ומשתמשי קצה שונים עשויים להשתמש באותו מונח כדי לתאר חומרים שונים. כתוצאה מכך, בלבול מתעורר לעתים קרובות כאשר דנים במערכות פוליאוריטן.
מנקודת מבט מעשית, כל רכיב שעוזר לחומר פוליאוריטן להירפא ולהפוך מנוזל למוצק עשוי להיקרא חומר מרפא. עם זאת, מנקודת מבט כימית, ההגדרה היא ספציפית יותר.
חומר ריפוי פוליאוריטן הוא הרכיב התגובתי המשתתף בתגובת ההצלבה ויוצר את רשת הפולימר התלת--ממדית האחראית על התכונות המכניות הסופיות של החומר.
הבנת תפקידם של חומרי ריפוי מצריכה הבנה תחילה כיצד נוצר פוליאוריטן.
איך פוליאוריטן מרפא?
חומרי פוליאוריטן מיוצרים באמצעות תגובה של קבוצות איזוציאנאט (-NCO) עם תרכובות המכילות מימן- פעילות, בעיקר קבוצות הידרוקסיל (-OH) או קבוצות אמינו (-NH₂).
במהלך תגובה זו, מולקולות בודדות נקשרות זו לזו בצורה כימית, ויוצרת רשת פולימר. תהליך זה הופך את החומר ממצב נוזלי או חצי-נוזלי לאלסטומר מוצק, ציפוי, דבק, קצף או איטום.
הרכיב שמגיב עם השרף הראשי ויוצר רשת זו מכונה בדרך כלל חומר המרפא.
מתי איזוציאנאטים פועלים כחומרי ריפוי?
מערכת הפוליאוריטן הנפוצה ביותר היא ניסוח הפוליאוריתן הדו--רכיבי.
במערכות אלו:
רכיב A מורכב בעיקר מפוליאולים מפוליאתרים או מפוליאולים מפוליאסטר.
רכיב B מורכב מאיזוציאנאטים כגון MDI, TDI, HDI או IPDI.
רכיב הפוליאול משמש כשרף הראשוני, בעוד שמרכיב האיזוציאנאט מגיב עם קבוצות הידרוקסיל ליצירת קישורים וצלבות פוליאוריטן.
בניסוח זה, רכיב האיזוציאנאט נחשב לחומר המרפא.
זו הסיבה שבציפויי פוליאוריטן, דבקים, חומרי ריצוף ומערכות איטום, רכיב B מכונה בדרך כלל חומר ריפוי פוליאוריטן או מקשה פוליאוריטן.
מתי פוליאולים או אמינים פועלים כחומרי ריפוי?
בחלק ממערכות הפוליאוריתן המצב הפוך.
מערכות רבות של אלסטומר פוליאוריטן יצוק משתמשות בפרי-פוליאורתן פרה-פולימריים עם סיומות NCO- כמרכיב העיקרי. פר-פולימרים אלו כבר מכילים עודף של קבוצות איזוציאנאט ולכן דורשים תרכובות המכילות מימן פעיל להשלמת תהליך הריפוי.
הפרהפולימר משמש כשרף הבסיס, בעוד שרכיב הפוליול או האמין משמש כחומר המרפא.
לדוגמה, MOCA, DETDA, BDO ומאריכי שרשרת אחרים מכונים לעתים קרובות כחומרי ריפוי בייצור אלסטומר פוליאוריטן יצוק, מכיוון שהם מגיבים עם הפרה-פולימר המוגמר NCO- ומשלימים את רשת ההצלבה.
לכן, האם חומר נחשב לחומר מרפא תלוי בתפקידו בתוך הניסוח ולא בזהותו הכימית.
מקור נוסף לבלבול הוא ההבדל בין חומרי ריפוי לזרזים.
למרות ששניהם משפיעים על תהליך הריפוי, הפונקציות שלהם שונות לחלוטין.
חומר ריפוי פוליאוריטן משתתף ישירות בתגובה הכימית והופך לחלק ממבנה הפולימר הסופי. הוא תורם לתכונות הפיזיקליות של המוצר המוגמר, לרבות קשיות, חוזק מתיחה, התארכות, הידבקות, עמידות כימית, עמידות למים ועמידות.
זרז פוליאוריטן, לעומת זאת, אינו הופך לחלק מרשת הפולימרים. תפקידו העיקרי הוא להאיץ או לווסת את קצב התגובה.
זרזי פוליאוריטן נפוצים כוללים: זרזי אורגנוטין, זרזי ביסמוט, זרזי אמין שלישוני, קרבוקסילטים של מתכת
זרזים מתווספים בדרך כלל בריכוזים נמוכים מאוד ומשפיעים בעיקר על מאפייני עיבוד כגון זמן ג'ל, זמן הדבקה- פנוי, מהירות ריפוי ואורך חיים.
ללא זרז, מערכת פוליאוריטן עדיין עשויה להתרפא, אם כי לאט יותר.
ללא חומר ריפוי, לא ניתן להשלים את תגובת הפוליאוריתן, והחומר עשוי להישאר נוזלי או להתרפא חלקית בלבד.
הבדל מהותי זה מדגיש מדוע חומרי ריפוי הם מרכיבים מבניים של רשת הפוליאוריתן, בעוד שזרזים הם תוספים לעיבוד.