Synteza oligomerów uretanowych jako półproduktów do otrzymywania poliuretanów o regulowanym rozkładzie mas cząsteczkowych

Wykorzystując model kinetyczny procesu stopniowej poliaddycji 2,4- i 2,6-TDI oraz butano-1,4-diolu, opracowano wieloetapową metodę, wytwarzania elastomerów PU o wąskim, kontrolowanym RMC. Opracowana metoda polegała na otrzymywaniu liniowych prepolimerów uretanowo-izocyjanianowych lub uretanowo--hydroksylowych przy znacznym nadmiarze jednego z monomerów, które po zakończeniu reakcji wydzielano z mieszaniny reakcyjnej, a uzyskany prepolimer w kolejnym etapie poddawano reakcji z drugim monomerem. Struktury uzyskiwanych oligomerów zidentyfikowano na podstawie oznaczeń zawartości grup -NCO oraz analizy widm IR i NMR. Dokładny skład chemiczny oraz RMC powstałych oligouretanów ustalono na podstawie analiz GPC i spektrometrii MS (ESI i MALDI ToF). W celu otrzymania PU prepolimery izocyjanianowe sieciowano trietanoloaminą, zaś hydroksylowe triizocyjanianem (Desmodurem RE). Badania termiczne i mechaniczne potwierdziły, że otrzymane usieciowane PU są elastomerami charakteryzującymi się bardziej uporządkowaną strukturą nadcząsteczkową i korzystniejszymi właściwościami termicznymi i mechanicznymi niż PU otrzymane klasyczną metodą jednoetapową.

---

Based on the kinetic model for the step-growth polyaddition process of 2,4-TDI or 2,6-TDI and 1,4-butanediol (BD), multi-stage method for the manufacture of PU elastomers with narrow and controlled MWD was proposed. The developed method consists in preparing linear urethane-isocyanate or urethane-hydroxyl prepolymers with the significant excess of one of the monomers, that after the end of the reaction were separated from the reaction mixture. The obtained prepolymer was - in the next stage - subjected to another reaction with the second monomer. The structures of obtained oligomers were identified on the basis of -NCO group concentrations as well as analysis of IR and NMR spectra. The exact chemical compositions and MWD of created oligourethanes were found by means of GPC analyses and MS spectrometry (ESI and MALDI ToF). In order to obtained of polyurethane, isocyanate prepolymers were crosslinked with triethanoloamine, whereas hydroxyl olygomers were crosslinked with triisocyanate (Desmodur RE). Thermal and mechanical investigations confirmed that the prepared crosslinked PUs were elastomers, they were characterized by more orderly supermolecular structures and more advantageous thermal-mechanical properties than polyurethanes obtained using typical one-step method.