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.
11 maj 1954
431
Polyuretaner som fibrer,
plaster och läcker
679.577
Möjligheterna att praktiskt utnyttja polyuretanerna
började undersökas i Tyskland redan före 1939, men först
under andra världskriget bedrevs forskningen energiskt.
Arbetet ledde fram till en produkt, Perlon U, som används
till borst och som enfibertråd ("monofilament") och
andra material, såsom Desmodur—Desmophen-system och
Vulcollan, vilka utnyttjas som läcker, lim, piaster och
elaster. När man efter kriget fick veta vad som gjorts i
Tyskland började man intressera sig för polyuretanerna
även i USA och Storbritannien.
Struktur och framställning
Polyuretaner kan erhållas av diisocyanater och glykoler.
De förras kemi har under senare år ägnats stort intresse,
inte minst i USA, och man har som resultat härav erhållit
flera produkter av kommersiell betydelse.
Isocyanatgrup-pen — N = C = O kan nämligen reagera med amino-,
karboxyl- och hydroxigrupper till karbamid-, amid- och
uretanbindningar varigenom man kan erhålla
kedjepoly-merer om båda reaktanterna är difunktionella.
Vidare kan diisocyanat användas för ökning av
kedjelängden hos polymerer med låg molvikt, t.ex. polyestrar,
genom reaktion med kedjornas ändgrupper. Vulcollan är
t.ex. en högmolekylär polyester som byggts upp på detta
sätt. Härvid verkar diisocyanatet också som bryggbildare
då det ger tvärbindningar genom reaktion med de
karb-amidgrupper som uppstått vid kedjeförlängningen. En
brittisk elast, Vulcaprene, är en högmolekylär
polyester-amid som framställs på analogt sätt, och Chemigum SL
är en amerikansk motsvarighet.
Genom att utgå från olika glykoler,
glykol-polyalkohol-blandningar, lågmolekylära di- och trifunktionella
polyestrar osv. och olika di- och triisocyanat, kan man erhålla
polymerer som är lämpliga för många olika ändamål.
Alifatiska och aromatiska di- och triisocyanat har visat sig
mycket användbara på grund av sin storà
reaktionsförmåga. De används bl.a. inom textilindustrin och till
bindemedel, t.ex. på körd för att öka dennas adhesion till
gummi.
Karakteristiskt för polyuretanerna är att de innehåller
atomgruppen — NHCOO — som kan ge vätebryggor.
Polyuretanerna är nära släkt med polyamiderna (nylonerna)
som utmärks av gruppen — NHCO —. Skillnaden är
framför allt att de förra men inte de senare har syreatomer i
atomkedjan. Det är tänkbart att denna härigenom blir
mer böjlig och molekylerna rörligare vilket utgör en
förklaring på att polyuretanerna har lägre smältpunkt än
motsvarande polyamider.
Kemiskt sett är polyuretanerna estrar av
dikarbamin-syror R(NHCOOH)a och glykoler eller intermolekylära
estrar av fo-oxikarbaminsyror HORNHCOOH. Den
viktigaste framställningsmetoden för polyuretaner är
reaktion mellan en glykol och ett diisocyanat
nOCNRNCO + nHOR’OH —v
—► [— OOCNHRNHCOOR’ — ]„ (1)
Vid denna reaktion uppstår inga biprodukter; den är
alltså en additionsreaktion, och den erhållna produkten
kan därför anses vara en additionspolymer.
Polyuretaner kan emellertid även anses vara
polykon-densat eftersom man kan erhålla dem genom att
kondensera ett glykolbisklorformiat med en diamin
nCICOOROOCCl + nNH2R’NHa —►
—* [— ROOCNHR’NHCOO —]„ + nHCl (2)
Bisklorformiat får man genom att behandla en glykol med
fosgen
HOROH + 2 COCl2 —> C1COOROOCC1
En biskarbaminsyraester (uretan), framställd genom
inverkan av fosgen på en diamin i närvaro av en fenol
(PhOH) eller en alkohol, kan kondenseras med en glykol
ron
HaNRHg —-—-»PhOOCNHRNHCOOPh
PhOH
PhOOCNHRNHCOOPh + HOR’OH
—* [— R’OOCNHRNHCOO —] „ (3)
En <w-aminoalkohol kan överföras till ett klorformiat eller
karbamat, vilket därefter polykondenseras
NH2R0H + COCls —* NHaROOCCl —►
—* [— ROOCNH —] n + HCl (4)
HORNH2 + ClOOPh —>HORNHCOOPh—>
—v [— RNHCOO — ] „ + PhOH (5)
och en bisuretan kan tvingas att reagera med en diamin
NH,COOROOCNHe + NH2R’NH2 —>
—► [— ROOCNHR’NHCOO — ] „ + NH3 (6)
I praktiken utnyttjas bara metoder enligt formlerna (1)
och (2). Den förra föredras vid tillverkning av Perlon U
till fibrer, den senare ger produkter vilka mera lämpar
sig för formsprutning än för fibertillverkning.
På senare tid har man funnit ett sätt att framställa
poly-uretanplast utan användning av diisocyanat. Metoden, som
består i reaktion mellan alkylkarbonat och allyl- eller
vinylklorformiat, ger ett antal produkter med olika
egenskaper. Några av dem uppges vara lämpliga till lim vilkas
krympning vid torkning sägs vara synnerligen liten.
Fibrer
Man framställer Perlon U av 7,4-butandiol och
hexamety-lendiisocyanat
nHO(CH2) 4OH + nOCN[C^]oNCO —>
r—>■ [— (CH2)4OOCNH(CHe) (jNHCOO —}n (7)
Butandiolen fås av formaldehyd och acetylen varvid den
först bildade i,4-butyndiolen hydreras fullständigt vid en
nickel-koppar-kromkatalysator (90 : 9 : 1) på silikagel.
Di-olen renas genom destillation och frysning. Dess
smältpunkt är 19,2°C.
Hexametylendiisocyanat kan erhållas genom behandling
av hexametylendiamin med fosgen. Aminen kan användas
i form av fri bas, hydroklorid eller karbonat. Fri bas eller
karbonat tycks föredras framför hydroklorid. Basen löses
i ortodiklorbensen och behandlas först vid ca 0°C med
1 mol fosgen per mol bas, varvid monokarbamylklorid
bildas
H2N(CH2)aNH2 + COCU -+HC1. NHe(CHb)6NHCOC1
Temperaturen höjs sedan, och ytterligare 1 mol fosgen
tillförs
HCl • NH2(CH2)8NHC0C1 + COCle—►
—V OCN(CH2)6NCO + 4 HCl
Utbytet av isocyanat uppges bli mer än 90 °/o vid denna
metod, men man lär dock föredra behandling av
karbona-tet med fosgen i två steg. En 20 °/o lösning av basen i
orto-och paradiklorbensen (9 : 1) värms till 40—70°C under
omröring medan koldioxid blåses mot vätskeytan;
karbo-natet fälls härvid ut på 6 h. Den erhållna gröten kyls till
— 5’°C, och gasformig fosgen leds in. Efter 12—15 h har
en klar lösning av karbamylklorid erhållits. Denna
överförs sakta till ett kärl, innehållande 70°C ortodiklorbensen
och behandlingen med fosgen fortsätts vid 150°C.
Isocyanatet isoleras och renas genom vakuumdestillation.
Utbytet uppges bli 75—88 °/o. Fullständigt avlägsnande av
hexametylenkarbamylklorid och co-klorhexylisocyanat
uppges vara av stor vikt, fastän det senare har visat sig
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
