解析防静电TPU产中影响反应速率的几个因素

由于防静电TPU生产其实就是一个化学反应控制的过程,因而它的反应速率很重要.不同产品、不同工艺及不同配方对反应速率的要求也不因相同.采取合理的适应需要的反应速率,对保证和提高产品品质和质量有重要作用.根据我个人的工作经验,想和大家交流一下,一起进行友好的探讨.我简单谈谈防静电TPU生产中影响反应速率几个方面的因素.

一：OH和NCO比值

当OH和NCO比值越接近1：1的时候,反应速率越快.在NCO：OH大于或小于1：1时,反应速率减缓.在NCO：OH＞1：1时,会提高制品硬度、热稳定性、弹性、机械强度等物性,却降低伸长率、拉伸强度,并且影响一些液体防静电TPU制品储存期.在NCO：OH＜1：1时,会提高制品柔软手感、伸长率和剥离强度,却会降低硬度、耐磨等一些物性.

此外,异氰酸酯和羟基化合物反应活性还受到各自分子结构的影响.各类羟基化合物反应活性为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基.

二：原料酸碱值

对防静电TPU反应来说,原料的酸碱值会影响到与异氰酸酯的反应性.就聚醚多元醇和聚酯多元醇原料而言而言,酸值是残留的端羧基的量,它与异氰酸酯反应生成酰胺并释放二氧化碳,不仅会造成链的终止,还容易形成气泡.酸同时对反应催化产生不良的作用,而且降低制品的耐水解性能.合理的保持反应体系呈弱碱性,有利于反应的顺利进行.过高的碱值,会造成反应速率不好控制,严重影响生产进行和产品质量.

三：催化剂

就同品种催化剂而言,添加合理的催化剂用量,有利于控制合理的反应速率.催化剂过量,也会牺牲制品品质,某些有机锡类催化剂会影响制品耐水解性能.

四：水分

虽然很多防静电TPU配方有添加水分,但不代表水分就是防静电TPU生产应该必须使用的原料.但对于防静电TPU反应来说,反应体系中混合物水分含量是必须严格控制的.因为随着水的用量增多,反应速率会增加.特别是在催化剂存在下,异氰酸酯与水的反应可加速进行.水与异氰酸酯反应活性尽管比伯羟基低,却与仲羟基相当.在防静电TPU泡沫塑料以外的防静电TPU制品生产中,水完全是必须严格控制的,因为水与异氰酸酯反应,会生成不稳定的氨基甲酸,易再分解成二氧化碳和胺.另外在预聚体中,水分还会降低预聚体中NCO的含量.

五：官能团

官能团越大,反应速率越快,同时物料粘度越高.

六：分子量

在官能团等条件相同的情况下,分子量越小,反应活性越高.

七：二醇与二胺

二醇与二胺反应速率相差很大,二醇活性比二胺低很多.尤其是脂肪族伯胺与异氰酸酯反应的活性特别快,一般很难控制,所以常用活性比较低的芳香族二胺.

八：温度

一般来说,反应温度越高,反应速率越高.但实际中,防静电TPU反应温度控制在60-100℃之间.因为超过130 ℃,特别是线性分子链反应易出现不良问题,产生支化和交联,并影响分子间的规整性.低于60 ℃,反应速率很慢,不利反应进行.

九：其他

溶剂极性越大,影响反应速率越慢,反之越快；固含量越低,反应速率越小,反之越快；物料粘度越高,反应速率越慢；搅拌速度快,反应快；硬度（模量）越高,反应速率越快；