1 معرفی
پلی اورتان به دلیل انعطاف پذیری عالی در دمای پایین ، کشیدگی زیاد در زمان استراحت ، مقاومت به پوست بالا و مقاومت در برابر سایش و سازگاری با بسترهای مختلف شناخته شده است. با سرعت متوسط رشد سالانه حدود 3 ٪ یا بیشتر رشد می کند. بشر براساس داده های منتشر شده توسط مشاوره IAL لندن ، در سال 2000 تولید جهانی چسب های پلی اورتان از 525،000 تن فراتر رفت [1].
2. روند توسعه
تحت محرک حفاظت از محیط زیست ، سلامتی و ایمنی ، چسب های پلی اورتان ، مانند سایر چسب ها ، در جهت عملکرد بالا سازگار با محیط زیست مانند ذوب گرم ، بدون حلال ، آب و واکنش پذیر در حال توسعه هستند تا به تدریج جایگزین بالا شوند- دسته های درجه و سمی VOC. با این حال ، به دلیل برخی از خصوصیات چسب پلی اورتان مبتنی بر حلال بهتر از سایر دسته ها است ، هنوز هم در برخی مناطق از جمله در صنعت کفش ، چسب های پلی اورتان مبتنی بر حلال برای چرم و سایر مواد کفش ، استحکام پیوند بالا ، پیوند دادن استفاده می شود. دوام قطعات قوی است. در فرآیند فیلم کامپوزیت خشک ، چسب پلی اورتان مبتنی بر حلال از خیس شدن خوبی با فیلم برخوردار است ، بنابراین تاکنون به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. بیشتر در کشورهای در حال توسعه استفاده کنید. با این حال ، حلال مورد استفاده باید کم سمی ، آلودگی کم به جو و مجهز به دستگاه بازیابی باشد. چسب باید حاوی یک بخش جرم جامد بالا باشد تا فرار از حلالهای سمی به هوا کاهش یابد. ماده پخت و پز چسب پلی اورتان دو جزء عمدتاً پلییسوسیانات اضافه می شود و محتوای ایزوسیانات رایگان آن از 0.5 ٪ پایین تر است. از دیدگاه فرم و کاربرد دوز ، وضعیت توسعه چسب های خاص پلی اورتان تأکید می شود.
3 ، چسب مبتنی بر آب
پلی اورتان مبتنی بر آب (APU) یک کلوئید باینری است که با پراکندگی ذرات ریز پلی اورتان در یک مرحله آبی مداوم تشکیل می شود. این نخستین بار توسط P. Schlack در سال 1942 ساخته شد. در ابتدا به عنوان یک عامل اتمام چرمی مورد استفاده قرار گرفت و به یک کالای مهم تبدیل شد. اروپا سریعتر در حال توسعه است. با این حال ، به دلیل عملکرد طولانی مدت پیشرفت موفقیت آمیز نبوده است ، فقط محدود به کاربرد عوامل اتمام چرم ، عوامل اتمام پارچه و کمکی های چاپ و رنگرزی است. در سالهای اخیر ، APU به دست آمده توسط نوع جدید سیستم دپلیمریزاسیون ، نیروی کولوم و پیوند هیدروژن را در زنجیره مولکولی تقویت کرده است تا عملکرد چسب را بهبود بخشد. شایان ذکر است که در سالهای اخیر ، ایزوسیانات های با عملکرد بالا با آب پراکنده تولید شده اند که به راحتی در آب پراکنده می شوند. هنگامی که آب از پراکندگی APU جدا می شود ، ایزوسیانات می تواند به سرعت و به طور کامل با هیدروژن فعال در مولکول پلی اورتان واکنش نشان دهد ، از این طریق خصوصیات مبتنی بر آب ، مقاوم در برابر دما و چسب چسبنده APU را تا حد زیادی بهبود می بخشد. چسب های MDI قابل پراکنده در آب می توانند محصولات کشاورزی و حاشیه ای مانند ساقه گندم و نی های برنج را به یک فیبر با چگالی متوسط محکم و مقاوم در برابر دما پیوند دهند و زباله ها را به گنج تبدیل کنند. شرکت داخلی Yantai Wanhua Polyurethane ، آموزشی ویبولیتین نیز چنین محصولاتی را تولید کرده است.
در دسترس بودن ایزوسیاناتهای قابل پراکندگی آب هنوز هم می تواند به عنوان یک ماده پخت برای سایر پلیمرهای موجود در آب حاوی هیدروژن فعال مورد استفاده قرار گیرد و از این طریق عملکرد آنها را بهبود بخشیده و دامنه برنامه ها را گسترش می دهد.
در سال 1975 ، ژاپن Koyo Sangyo از رزین وینیل مبتنی بر آب (مانند پلی وینیل الکل) -MDI به عنوان چسب برای تولید محصولات چوبی با کیفیت بالا استفاده کرد که می تواند تا حدی جایگزین رزین جهانی اوره-فرمالدئید شود ، و یک چوب غیر نارنجی سازگار با محیط زیست ایجاد کرد چسب اکنون ، چسب پلیمر ایزوسیانات در آب ژاپن به طور جداگانه در تولید سالانه چسب ها ذکر شده است. تولید آن در سال 1999 10157T ، 13669T در سال 2000 و 13،704t در سال 2001 بود [2]. در رکود اقتصادی ژاپن ، بازده آن هنوز در حال افزایش است. این ماده به طور عمده برای ساخت و ساز ، نجاری و سیمان سازی استفاده می شود و تا حدودی جای چسب جهانی اوره را جایگزین می کند. در سالهای اخیر ، ژاپن این فناوری را به کشورهای جنوب شرقی آسیا پیوند داده و قبل از بازگشت به ژاپن ، محصولات چوبی را درجا ساخته است. اروپای شمالی همچنین برای جلوگیری از سندرم مسکن ، لاستیک را برای مبلمان و سایر محصولات چوبی و نوسازی خانه تولید کرده است. مصرف جهانی سالانه حدود 3-40 هزار تن است.
واحدهای تولید داخلی نیز وجود دارد. به عنوان مثال ، عملکرد چسب چوب پلیمر ایزوسیانات در آب که توسط Nanjing Linhua Chemical ساخته شده و تولید شده است ، از برخی جهات از محصولات خارجی مشابه فراتر رفته و از آن فراتر رفته و از همکاران خارجی ستایش می کند. به منظور کاهش هزینه چسب های پلی اورتان و بهبود عملکرد سایر رزین های آبی ، APU اغلب با امولسیون هایی مانند پلی آکریل ها ، پلی وینیل استات ها و پلی اتیلن وینیل استات ها و لاتکس های لاستیکی طبیعی پیچیده می شود.
صنایع سیتک ایالات متحده گزارش داد [3] که ، در حین تهیه APU ، از حلال اغلب به دلیل ویسکوزیته بیش از حد زیاد پروپلیمر استفاده می شد. اگر APU با استفاده از یک مونومر استر سنانات خاص تهیه شود ، از حلال استفاده نشده است. مونومر ممکن است M-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) باشد ، یعنی اتم های هیدروژن موجود در دو گروه متیل در مولکول Xylylene diisocyanate توسط یک گروه متیل جایگزین می شوند و مقاومت در برابر پیری نور ماوراء بنفش را بهبود می بخشند. و پایداری هیدرولیتیک ، تضعیف اثر پیوند هیدروژن ، افزایش طول کشش را افزایش می دهد. علاوه بر این ، واکنش ایزوسیانات با تأثیر محافظ متیل تضعیف می شود و هیچ واکنش جانبی رخ نمی دهد. حتی هنگام واکنش با پلیول در دمای 120-130 درجه سانتیگراد ، هیچ واکنشی متقابل وجود ندارد و تهیه APU آسان است. عدم وجود واکنشهای جانبی بدان معنی است که پلیمر می تواند برای کنترل سنتز با توجه به ساختار مولکولی طراحی شود. چسب تهیه شده از M-TMXDI دمای فعال سازی کمتری نسبت به سایر ایزوسیاناتهای آلیفاتیک دارد. حتی بدون استفاده از عوامل اتصال دهنده خارجی ، چسب را می توان از دمای فعال سازی و دمای مقاومت در برابر حرارت دور کرد.
ویژگی های عالی APU به طور فزاینده ای توسط افراد شناخته می شود. کار و توسعه کاربرد آن همچنان به پیشرفت جدیدی ادامه می دهد. جدا از کاربرد آن در صنعت چوب ، در صنایعی مانند بسته بندی انعطاف پذیر ، خودرو ، پوشش ، پایان و کفش سازی نیز به کار رفته است. انتظار می رود در آینده نزدیک سعادت بیشتری داشته باشد. $ BREAK $ $
4 ، چسب ذوب گرم واکنش پذیر
چسب پلی اورتان دائمی واکنش پذیر (RHMA PU) توسط بوستیک در سال 1984 با نام تجاری Supergrip 2000 توسعه یافت و توسعه یافت. در اوایل دهه 1990 ، این بازار تا حد زیادی به بازار عرضه شد. این ویژگی دارای ویژگی های چسب ذوب داغ بدون حلال ، ویسکوزیته اولیه بالا ، موقعیت یابی سریع و سایر خصوصیات مونتاژ است و همچنین دارای مقاومت در برابر آب ، مقاومت دما ، مقاومت در برابر خزش ، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت در برابر رسانه از چسب واکنشی است. دمای اندازه (120 درجه سانتیگراد) پایین تر از چسب جهانی ذوب گرم (150 درجه سانتیگراد) است که می تواند برای پیوند و ترکیب برخی از قطعات پلاستیکی استفاده شود. این صنعت از صنعت مونتاژ خودکار مدرن مورد علاقه است و به سرعت توسعه می یابد. با کشورها و مناطق مختلف ، نرخ رشد سالانه در سالهای اخیر از 7 ٪ تا 8 ٪ تا 10 ٪ تا 15 ٪ است که ایالات متحده سریعترین آنها را توسعه می دهد.
Rhma PU معمولاً به دلیل تبلور زیاد و گرمای کم تبلور به عنوان یک ماده اولیه پلیول مورد استفاده قرار می گیرد. در سالهای اخیر ، به منظور بهبود قابلیت مرطوب شدن چسب به سطح پلاستیک ، پلیول های پلی استر آمورف آمورف نیز به عنوان مواد اولیه تهیه شده اند. از آنجا که rhmapu نوعی چسب مبتنی بر شیمی ترکیبی است ، با کمک انتخاب مواد اولیه و تنظیم فرمولاسیون ، زمان قرار گرفتن در معرض چسب می تواند تا بیش از 3 دقیقه افزایش یابد و ساخت و ساز آسان است. پس از 10 دقیقه ، انتظار می رود که استحکام پیوند به 6.89 مگاپاسکال برسد. قدرت برشی نهایی می تواند به اندازه 17-27MPA باشد و کشیدگی می تواند به 500 ٪ -700 ٪ برسد. استحکام چسبندگی بسته به بستر از 2-10 MPa متفاوت است.
در سالهای اخیر ، بسیاری از کارهای توسعه در گسترش زمینه کاربرد RHMA PU انجام شده است و برنامه های کاربردی در کتابفروشی ، شیشه چراغ جلو اتومبیل/پیوند پلاستیکی ، کفش ، محصولات چوبی و کامپوزیت های پارچه ای انجام شده است. کتابفروشی با Rhma PU نه تنها اتصال سریع ، دوام ، بلکه بازیافت کاغذ را نیز تسهیل می کند. برخی از شرکت ها ، مانند Loctite ، RHMA PUS را ایجاد کرده اند که می توانند پلی الیفین ها را که مواد مشکل برای پیوند هستند ، پیوند دهند و امکانات جدیدی را برای ترکیب قطعات داخلی خودرو باز کرده اند. نکته اصلی مانع استفاده در مقیاس بزرگ از Rhma PUS حساسیت بالایی نسبت به رطوبت آن است. فرآیندهای مصنوعی ، ذخیره سازی و استفاده نیاز به انزوا دقیق رطوبت دارند و نیاز به استفاده از تجهیزات ساختاری ویژه دارند و در نتیجه باعث ناراحتی می شوند. علاوه بر این ، محصولات تجاری هنوز هم نیاز به افزایش قدرت و فعالیت محصولات درمان شده دارند و قیمت آنها نیز زیاد است. بیشتر کاربران به ویژه نگرش انتظار و دیدن نسبت به توسعه چین را می بینند. اکنون به تدریج در تلاش است تا حل کند ، انتظار می رود که چنین بازار چسبنده ای با کارایی بالا ، چند منظوره به تدریج گسترش یابد.
5 ، پلی اورتان سیلان شده و پلی اتر
یکی از دلایل توسعه سریع چسب های پلی اورتان ، افزایش تقاضا برای دو صنایع ستون صنایع خودرو و ساختمانی است. با توسعه تولید خودرو به جهت روشنایی مواد ساختاری ، باید به جای مواد فولادی از مواد آلومینیومی و پلاستیکی استفاده شود و در عین حال فرآیند اتصال مکانیکی باید با پیوند جایگزین شود. این فرایند را می توان با چسب پلی اورتان انجام داد زیرا دو ماده با ضرایب انبساط مختلف می توانند به خوبی پیوند خورده باشند. در سال 1999 ، چسب های پلی اورتان ساختاری و نیمه ساختاری مورد استفاده در بازارهای خودرو و حمل و نقل در اروپای غربی تقریباً 23 هزار تن ، 22000 تن ایالات متحده و ژاپن 16000 تن بود. از آن برای پیوند دادن مواد پلاستیکی سبک مانند SMC ، FRP ، ABS ، PC ، PU ، پلی آکریل ها و آلومینیوم استفاده می شود. شایان ذکر است که تقریبا 90 ٪ از تولید فعلی جهان در شیشه جلو اتومبیل خودرو از فناوری شیشه مستقیم ، تقریباً در تمام ایالات متحده ، اروپا و ژاپن استفاده می کند. این فرایند نه تنها مشکل ایمنی را حل می کند ، بلکه مقاومت جریان هوا را به دلیل اصل آیرودینامیکی ساختار کاهش می دهد ، سرعت خودرو را سرعت می بخشد و باعث صرفه جویی در انرژی می شود. هر لیوان به طور متوسط 800 گرم چسب پلی اورتان نیاز دارد. این روند اکنون به پنجره های عقب و جانبی خودروها گسترش یافته است. به دلیل عملکرد/قیمت جذاب آن ، همچنین در حال گسترش کاربرد آن در کامیون ها ، اتومبیل های بزرگ ، اتومبیل های مسافربری قطار و اتومبیل های ریلی سبک شهری است. استفاده از آن به سرعت در حال رشد است.
با توسعه سریع صنعت ساخت و ساز مدرن ، میزان سیلانت مورد استفاده برای پیشگیری از گرد و غبار ، ضد آب و جلوگیری از گازهای مضر در حال افزایش است. به خصوص ، ساخت سازه های دیواری پرده پدید آمده است ، و تمایل به تمرکز بر توسعه محصولات با کارایی بالا وجود دارد. در سال 2000 ، مقدار سیلانت پلی اورتان و بتونه مورد استفاده در ساخت و ساز در ایالات متحده 129.900 تن بود که بالاتر از سیلیکون (119100 تن) بود. مقدار سیلانت پلی اورتان مورد استفاده در اروپا 19000 تن بود که کمتر از سیلیکون آلی (63،000 تن) است [4] درزگیر پلی اورتان 2001 ژاپن 28129T شبیه به سیلیکون آلی (28991T) است [5].
در سال 1980 ، Kaneka یک مهر و موم الاستیک را بر اساس پلی اتر خاتمه یافته سیلان ایجاد کرد ، که بعداً به نام سیلیکون اصلاح شده نامیده شد ، که یک دسته حق بیمه را به خانواده درزگیر الاستیک ساختمان اضافه کرد. ویسکوزیته کم آن می تواند با پرکننده های بیشتری پر شود ، هزینه ها را کاهش دهد. مقاومت در برابر آب و هوا خوب ، در طولانی مدت در فضای باز قابل استفاده است. مدول کم ، خاصیت ارتجاعی خوب ، می تواند در برابر جابجایی زیاد اتصالات انبساط آسمان خراش ها (50 ٪ -100 ٪) مقاومت کند. برخی دیگر مزایای بسیاری از جمله چسبندگی گسترده ، دوستی محیطی ، آلودگی آسان ، رنگ آمیزی خوب و ذخیره پایدار دارند [6]. این با هیدروسیللاسیون از کمترین میزان اشباع بالا با وزن بالا مولکولی پلیوکسی پروپیلن به دست می آید.
استفاده از پروپلیمرهای پلی اورتان نهایی ارگانسیلان (SPUR) در فرمولاسیون چسب و درزگیر نیز سالهاست که مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند Spur نه تنها پروپلیمرهای غیر ایزوسیانات را با دوام خوب و خاصیت چسبندگی عالی فراهم می کند ، بلکه پلیمرهایی را نیز تشکیل می دهد که بسته به استفاده در نظر گرفته شده ، می توانند در محصولات مدول بالا یا پایین ساخته شوند.
به طور کلی ، پروپلیمرهای پلی اورتان سیلانیزه شده با واکنش دییزوسیانات ها با پلیول های با وزن مولکولی بالا برای تهیه واسطه های پلی اورتان پروپلیمر ، با استفاده از TDI یا IPDI diisocyanate و تحسین 8200 پلیوکسی پروپیلن با وزن مولکولی بالا ، تهیه می شوند. در مرحله بعد ، پروپلیمر پلی اورتان با N-etyl-R-aminopropyl-trimethoxysilane پوشانده شد. استفاده از آمینوزیلین ثانویه به عنوان عامل مسدود کننده ارجح است و به سرعت با ایزوسیانات واکنش نشان می دهد تا احتمال واکنش جانبی را کاهش دهد و ویسکوزیته پروپلیمر را در محدوده مجاز ایجاد کند [7]. پروپلیمر پلی اورتان سیلان شده زنجیره ای اورتان را در مولکول حفظ می کند ، که یک انسجام بالاتر و ویسکوزیته دمای پایین پایین را به سیلانت منتقل می کند ، اما پایداری UV به اندازه نوع پلی اتر فوق خوب نیست.
یک پرکننده کربنات کلسیم ، یک ماده تیکسوتروپیک دی اکسید تیتانیوم ، پلاستیک ساز ، یک تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش و یک رطوبت رطوبت ، و یک پروموتور چسبندگی سیلان و یک کاتالیزور پخت رطوبت به ترتیب به دو نوع سیلیکون اصلاح شده اضافه شدند تا یک پلاستیکی تهیه کنند. درمان با واکنش Trimethoxysilane با رطوبت در هوا به دست می آید تا یک بدن سه بعدی توسط پلیمریزاسیون هیدرولیز تشکیل شود.
