Dari sudut pandangan komposisi, ia berkaitan dengan kedua -dua mekanisme penggabungan zarah penyebaran polimer termoplastik dan mekanisme pembentukan filem bagi tindak balas silang silang polimer termoset.
Semasa proses pembentukan filem:
Volatilisasi bahan yang tidak menentu (pelarut, air);
Bersama-sama zarah poliol dan poliisosianat;
Tindak balas poliisosianat dan air;
Tindak balas poliol dan poliisosianat.
Pembentukan filemnya terdiri daripada satu siri proses kinetik, dan urutan kejadian dan proses pembangunannya mempunyai pengaruh penting terhadap kualiti dan prestasi filem.
Pada permulaan pencampuran kedua -dua komponen, penggabungan zarah polimer dan tindak balas kimia isosianat adalah proses penting yang mempengaruhi sistem. Sebagai tambahan kepada faktor -faktor di atas yang terus memainkan peranan penting dalam proses pembentukan filem, penyejatan air dan pelarut juga menjadi sangat penting. Sebaik sahaja komponen isosianat dicampur dengan komponen hidroksil, ia segera tersebar. Semasa peringkat pencampuran, zarah polimer bersatu dengan tahap yang kecil. Banyak kajian telah mengesahkan bahawa
Pada permulaan pencampuran kedua -dua komponen, penggabungan zarah polimer dan tindak balas kimia isosianat adalah proses penting yang mempengaruhi sistem. Sebagai tambahan kepada faktor -faktor di atas yang terus memainkan peranan penting dalam proses pembentukan filem, penyejatan air dan pelarut juga menjadi sangat penting. Sebaik sahaja komponen isosianat dicampur dengan komponen hidroksil, ia segera tersebar. Semasa peringkat pencampuran, zarah polimer bersatu dengan tahap yang kecil. Banyak kajian telah mengesahkan bahawa reaksi -nco dengan air jauh lebih perlahan daripada tindak balas dengan hidroksil, yang merupakan asas teoretikal penting untuk reka bentuk salutan poliuretana dua komponen berasaskan air.
Oleh kerana air dan pelarut menguap semasa proses pembentukan filem, zarah polimer diperah bersama -sama, dan segmen molekul polimer meresap melalui antara muka untuk menyebabkan penggabungan zarah polimer, yang juga menggalakkan reaksi kumpulan -nco dan hidroksil, - -Kadar tindak balas NCO berbeza -beza bergantung kepada sistem. Ia biasanya mengambil masa beberapa hari untuk bertindak balas 80% daripada -NCO, dan prestasi membran secara amnya ditubuhkan sepenuhnya dalam masa 7 hingga 14 hari.
Menggunakan spektroskopi inframerah dan analisis terma untuk mengkaji tindak balas kimia cecair poliuretana dua komponen berasaskan air, didapati bahawa kadar tindak balas -NCO tidak hanya berkaitan dengan kepekatan hidroksil dan kandungan kelembapan sistem, tetapi juga berkaitan dengan jenis dan struktur koloid komponen hidroksil. Struktur koloid komponen hidroksil dan kumpulan lain pada rantai polimer mempunyai kesan yang sangat penting pada kadar tindak balas -NCO, dan kadar tindak balas -NCO secara langsung berkaitan dengan had masa pembinaan salutan dan masalah CO2 yang menghasilkan Gelembung filem. Selepas kedua -dua komponen bercampur -campur, zarah -zarah itu mengalir dan reaksi isosianat adalah proses utama; Selepas pembinaan, penyejatan air dan pelarut adalah proses utama.
Dengan mengkaji reaksi kompetitif air, hidroksil dan isosianat sebelum pembinaan selepas pencampuran, didapati bahawa reaksi hidroksil dan isosianat berlaku dengan segera, sementara air dan isosianat hanya mula bertindak balas selepas 2H. Selepas kedua-dua komponen bercampur, kelikatan sistem meningkat sedikit pada 1-2h pertama, dan kemudian kelikatan secara beransur-ansur berkurangan, mula buih sedikit, dan akhirnya berbuih banyak. Berbeza disebabkan oleh pembentukan CO2 antara air dan isosianat. Oleh kerana jumlah pemangkin (dibutyltin) meningkat, masa berbuih dipendekkan. Pemangkin, defoamers dan kelajuan kacau semua mempengaruhi hasil ini dan juga mempengaruhi jangka hayat produk.
Dalam sistem poliuretana dua komponen berasaskan air, ejen poliol dan pengawetan tersebar di dalam air sederhana dalam bentuk zarah lateks, dan proses pembentukan filem berbeza daripada sistem dua komponen berasaskan pelarut. Tahap awal adalah proses pengeringan fizikal, yang terutama adalah volatilisasi air. Semasa proses ini, zarah polimer dekat antara satu sama lain dan bergabung, dan rantai polimer mula meresap dan bertindak balas antara satu sama lain. Faktor utama yang mempengaruhi prosesnya ialah:
Kandungan air dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan;
Viscoelasticity polyol polyol dan ejen pengawetan akan menjejaskan proses ubah bentuk fusion zarah. Viscoelasticity bergantung kepada TG, polariti, berat molekul, pelarut dan plasticizer, dan sebagainya;
Untuk zarah lateks stabil dan nonionik, sukar untuk mengatasi daya menjijikkan pada permukaan zarah.
Interdiffusion zarah adalah faktor penting dalam sistem dua komponen termoset, kerana ia menentukan tahap silang silang agen silang silang melalui antara muka zarah untuk membentuk struktur rangkaian. Terutama untuk TG yang tinggi, sistem pengeringan cepat MW, modulus ricih G adalah tinggi, dan filem yang membentuk harta adalah miskin. Menggunakan ejen silang silang TG HDI yang rendah, emulsi poliol polimer TG yang tinggi boleh digunakan. Saiz zarah adalah kecil dan pembentukan filem adalah baik, tetapi sukar bagi emulsi sedemikian untuk mencapai keseimbangan antara kandungan pepejal/kelikatan, dan lebih banyak air perlu disejat untuk mencapai keadaan gabungan, untuk mendapatkan pembentukan filem yang lebih baik untuk Prestasi emulsi TG dan MW yang tinggi, dengan mengubahsuai permukaan polimer, apabila emulsi mencapai keseimbangan kandungan/kelikatan yang lebih baik, rantai polimer boleh disatu dan tersebar. Di samping itu, meningkatkan ketegangan antara muka antara udara dan air juga memberi manfaat kepada pembentukan filem zarah. Faktor utama dalam proses pembentukan filem adalah penyebaran molekul polimer semasa penggabungan, yang berkaitan dengan pergerakan segmen berskala besar rantai molekul, jadi polimer akan lebih rendah daripada Tg apabila suhu lebih tinggi daripada suhu peralihan kaca ( TG) apabila lebih mudah untuk membentuk filem. Walau bagaimanapun, salutan yang dihasilkan oleh polimer dengan TG yang lebih rendah mempunyai kekuatan yang lemah, ketahanan, rintangan lelasan dan rintangan kimia. Untuk mengatasi kekurangan prestasi ini, polimer dengan TG yang lebih tinggi dan berat molekul yang lebih tinggi digunakan. Untuk membentuk filem yang betul, penyebaran tersebut perlu menambah pelarut untuk membengkak zarah polimer untuk mengurangkan TG, atau menggunakan suhu pembentukan filem yang lebih tinggi untuk meningkatkan ketidakstabilan polimer. Tetapi ini boleh menyebabkan kandungan VOC yang lebih tinggi atau memerlukan langkah penaik.
Oleh kerana kewujudan banyak tindak balas sampingan, pengeringan kimia sistem poliuretana waterborne dua komponen lebih rumit daripada sistem berasaskan pelarut yang sepadan. Kadar tindak balas ini bergantung kepada keadaan tindak balas seperti suhu, pemangkin, kepekatan, dan kereaktifan kumpulan hidrogen poliisosianat dan aktif. Untuk poliisosianat alifatik dan sikloaliphatik, air berlebihan akan bersaing dengan poliol. Kadar tindak balas air dan polyisocyanates sedemikian bergantung kepada nilai pH (pH> 7, kadar tindak balas adalah cepat). Kadar tindak balas kumpulan karboksil adalah perlahan, manakala kumpulan amino adalah satu atau beberapa pesanan magnitud lebih cepat daripada poliol. Pencampuran dan keserasian poliisosianat dan poliol dalam zarah adalah faktor yang sangat penting. Mereka menjejaskan pengedaran agen silang antara dan dalam zarah, serta keseragaman filem salutan akhir.
