Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 11 maj 1954 - Polyuretaner som fibrer, plaster och lacker, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
432
TEKNISK TIDSKltlFT
värdefullt som viskositetsstabilisator vid framställning av
polyuretaner.
Man tillverkade först polyuretanen genom att låta
diiso-cyanatet och diolen reagera i klorbensen, men det visade
sig härvid svårt att restlöst avlägsna lösningsmedlet ur
polymeren. Vidare erhölls otillfredsställande utbyte av
slutprodukt, och denna hade dålig värmestabilitet. Man
lär därför ha övergått till att genomföra reaktionen utan
lösningsmedel.
Härvid utförs den i ett kärl med konisk botten och
speciell omrörare (spiralformad). Effektiv omröring är
mycket viktig, särskilt mot reaktionens slut när den smälta
massan blir synnerligen viskös. Lokal reaktion kan
nämligen ge en produkt med förgrenade atomkedjor och
tvärbindningar som leder till gelatinering. Diolen värms i
reaktionskärlet till 80—90°C varefter 97—99,5 °/o av
teoretisk mängd hexametylendiisocyanat sätts till under 30
—60 min. Reaktionen är exoterm varför
reaktionsblandningens temperatur stiger; den hålls vid 190—195°C.
När reaktionen är färdig sätter man kärlet under vakuum
några minuter för att avlägsna gasblåsor, varefter
produkten trycks ut ur det med kvävgas. Härvid passerar
smältan genom ett metalltrådsnät och sprutas till ett band som
skärs i bitar vilka torkas. Perlon-fibrerna fås genom
smält-spinning ur munstycken med 25—50 hål, vart och ett med
1—2 mm diameter. De kyls i vatten och sträck ca 300 °/o.
Perlon U är en hård, elfenbenslik polymer som i många
avseenden liknar nylon 66 och nylon 6. Det absorberar
emellertid väsentligt mindre vatten och har betydligt lägre
smältpunkt (184°C mot 264°C för nylon 66). Det
kristalliserar lätt. För fibertillverkning används material med en
molvikt av storleksordningen 13 000—15 000, men till plast
för formsprutning föredras en produkt med ännu högre
molvikt.
Fibern har brottgränsen 4—4,5 p/denier vid 12—14 °/o
förlängning; dess våtstyrka är 3,5—4 p/denier. Till
skillnad från nylonerna har polyuretanerna inga basiska
änd-grupper varigenom de har mycket liten affinitet till
färgämnen. De kan därför färgas bara med dispergerade
acetatfärgämnen. Ä andra sidan gör frånvaron av basiska
ändgrupper att polymeren i smälta har mindre
benägenhet att missfärgas genom oxidation.
Perlon U är särskilt lämplig till borst på grund av sin
ringa vattenabsorption och betydande styvhet. Till
textilfiber är det däremot betydligt mindre användbart än
nylon därför att det har lägre mjukningspunkt (173°C) och är
svårare att spinna och sträcka. Såvitt känt tillverkas
poly-uretanfiber bara i Tyskland.
I USA har man emellertid på senare tid föreslagit
framställning av fibrer av föreningar, innehållande två
uretan-radikaler, genom att låta dem reagera med
monoetanol-amin. Enligt ett annat förslag kan fiberpolymerer erhållas
av N,N’-dikarbofenoxi-2,4-diamintoluen och
hexametylen-glykol eller genom att framställa polyuretaner av
bis(klor-formiat) och diaminer.
Elaster
De elaster, som kan framställas av polyestrar och
diiso-cyanat, har flera egenskaper som gör dem mer
användbara än naturgummi eller något annat hittills känt
syntetiskt gummi. Hittills tycks de emellertid inte ha fått
större teknisk användning. Man lär dock, bl.a. i Sverige,
tillverka skumplast av polyuretan. Orsaken till att de
utnyttjas i relativt liten utsträckning torde vara deras höga
pris som till väsentlig del bestäms av diisocyanatets. De är
emellertid högst intressanta ur kemisk synpunkt och har
praktiska möjligheter som kan komma att utnyttjas så
snart billigare framställning av utgångsmaterialen, t.ex.
av diisocyanat (Tekn. T. 1953 s. 584), blivit möjlig.
I Tyskland framställde man under andra världskriget en
elast (Vulcollan A) av polyetylenadipat med
hydroxyländ-grupper och naftylen-/,5-diisocyanat (Tekn. T. 1950 s. 787).
En liknande produkt är Vulcollan B som fås av poly-
propylenadipat och samma diisocyanat.
Polyestermoleky-lernas ändgrupper reagerar med diisocyanatet varvid flera
molekyler binds samman med uretangrupper. De nya
avsevärt längre molekylerna får vidare isocyanatgrupper i
ändarna, och två sådana binds vid närvaro av litet vatten
samman till en karbamidgrupp. Denna har reaktiva
väteatomer vilka kan reagera med isocyanatändgrupper.
2 — HNCONH — + OCNRNCO —►
—> — HNCON — — NCONH —
I I
OCNHRNHCO
Härigenom bildar en del av kedjemolekylerna
tvärförbindningar, och man får en produkt, bestående av
tredimensionella makromolekyler. Den är en vulkaniserad,
högelastisk plast med följande egenskaper:
Naturgummi Vulcollan A Vulcollan B
kimrök kimrök kimrök
15 vol-°/o ingen 10 vol-°/o ingen 15 vol-°/« ingen
Brottgräns kp/cm2 250 170 275 350 250 220
Förlängning °/o 500 700 550 650 480 750
Hårdhet Shore 60 40 75 65 78 65
Spänning vid 300 •/«
förlängning kp/cme 70 35 150 70 175 62
Rivhållfasthet kp/cm* 165 105 270 158 162 92
Specifik vikt 1,13 0,95 1,32 1,35 1,34 1,
Vulcollan är ett relativt styvt material som tål upprepad
böjning. Dess svällning i bensin och t.o.m. i aromatiska
kolväten är relativt liten, i bensen bara 40 %. Det har
däremot dålig resistens mot syror och alkalier; det
förtvålas vid längre kokning i vatten. Vulcollans
åldringsegenskaper sägs vara goda. Stor riv- och
nötningshållfasthet torde vara dess mest anmärkningsvärda egenskaper
(Tekn. T. 1950 s. 788).
Man kan åstadkomma tvärbindning av de raka
polyester-diisocyanatmolekylerna med överskott på diisocyanat
genom att binda samman isocyanatändgrupper med andra
ämnen än vatten, t.ex. glykoler, diaminer, svavelväte,
di-merkaptaner eller dikarbonsyror. De två första har givit
de mest användbara produkterna. Med glykoler bildas
bindningar bestående av två uretangrupper; med diaminer
uppstår liksom med vatten karbamidlänkar. Även
uretan-gruppen har en reaktiv väteatom och kan därför reagera
med isocyanatändgrupper.
Bryggbildning sker mycket snabbt, om man till en smälta
av polyetylenadiapat behandlat med överskott på
naftylen-/,5-diisocyanat vid 13ö°C sätter en glykol, t.ex.
/,4-butylen-glykol. Man kan använda såväl alifatiska som aromatiska
glykoler och kan därigenom ändra slutproduktens
egenskaper inom ganska vida gränser. Med t.ex. butandiol,
butendiol och butiadiol får man elaster som mycket liknar
dem som uppstår med vatten. Di- och trietylenglykol ger
utpräglat mjuka produkter. Särskilt lämpliga är cykliska
glykoler med två sekundära alkoholgrupper, t.ex.
cyklo-hexan-f,4-diol (chinit) eller o-dioxibensen (pyrokatekol).
Få minuter efter tillsats av glykol börjar smältans
viskositet växa. Slutligen får man ett sprött material som kan
bearbetas med friktionsvalsar till en sammanhängande
platta. Denna kan sedan formas vid 150—170°C under
50—200 kp/cm2 tryck innan bryggbildningsreaktionen gått
till slut.
Man måste använda så liten glykolmängd att den
innehåller färre OH-grupper än förefintliga
isocyanatändgrupper. Tar man så stor mängd glykol att överskott på
OH-grupper uppstår, får man hårda produkter med
termoplastiska egenskaper. Minskas glykolmängden, förbättras
först produktens elastiska och övriga mekaniska
egenskaper. De börjar emellertid försämras igen när
överskottet på isocyanatgrupper nått ett visst värde. Samtidigt
uppstår gasutveckling, antagligen beroende på reaktion mellan
isocyanatgrupper.
Då glykolernas reaktivitet gentemot polyester-isocyanatet
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
