Төмөнкү бөлүмдөрдө полиуретан көбүгүнүн вискоэластикалык эволюциясы этап-этабы менен түшүндүрүлөт, реакция механизмдери, байкалуучу кубулуштар жана өндүрүштүн практикалык аспектилери айкалышат.

1. Негизги түшүнүктөр

1. Илешкектик

Илешкектик материалдын агып өтүүгө туруктуулугун билдирет жана анын илешкектүүлүк мүнөзүн чагылдырат. Жогорку илешкектик начар агып өтүүнү билдирет.

2. Серпилгичтик

Ийкемдүүлүк материалдын деформациядан кийин баштапкы формасын калыбына келтирүү жөндөмүн билдирет. Жогорку ийкемдүүлүк деформацияга жана көбүктүн урап түшүүсүнө жакшыраак туруктуулукту камсыз кылат.

3. Гель чекити

Гель чекити – бул системанын агып кетүүчү суюктуктан агып кетүүчү эмес катуу тармакка өтүүсүндөгү маанилүү өткөөл мезгил. Бул көбүктөнүү процессиндеги эң маанилүү бөлүнүү чекити.

4. Жалпы тенденция

Көбүк пайда болуу учурунда илешкектүүлүк тынымсыз жогорулайт, ал эми ийкемдүүлүк акырындык менен өтө алсыздан доминанттууга чейин өнүгөт. Гель пайда болгондон кийин, ийкемдүүлүк системанын негизги мүнөздөмөсүнө айланат.

2. Көбүктөнүү этабы менен вискоэластикалык эволюция

1-этап: Баштапкы аралаштыруу этабы (каймакты бышыруу убактысына чейинки индукциялык мезгил)

Штат

Полиол, изоцианат жана кошулмалар жаңы эле аралаштырылды. Химиялык реакциялар жай жүрөт, газдын пайда болушу минималдуу жана система бир тектүү суюктук бойдон калат.

Илешкектүү мүнөздөмөлөр

• Төмөн илешкектүүлүк жана эң сонун агып өтүү жөндөмдүүлүгү.
• Дээрлик эч кандай ийкемдүүлүк жок.
• Сырткы күчтүн таасири астында материал эркин агат жана деформация кайтарылгыс.

Өзгөрүүнүн себеби

Молекулярдык чынжырлар али олуттуу кайчылаш байланыштарды түзө элек. NCO–OH реакциясынын ылдамдыгы төмөн бойдон калууда жана полимер тармагы түзүлө элек.

Өндүрүш байкоосу

Аралашма тунук же бир аз сүттүү көрүнөт жана эркин агат.

2-этап: Каймак баскычы (Көбүктүн пайда болушу)

Штат

Реакция ылдамдыгы тездейт. Суу изоцианат менен реакцияга кирип, бир топ көлөмдөгү CO2 бөлүп чыгарат. Система агарып, кичинекей көбүкчөлөр пайда болуп, баштапкы кеңейүү башталат.

Илешкектүү мүнөздөмөлөр

• Олигомерлер жана узунураак молекулярдык чынжырлар пайда болгондо, илешкектүүлүк тездик менен жогорулайт.
• Алдын ала чынжыр ассоциацияларынын пайда болушунан улам алсыз ийкемдүүлүк пайда боло баштайт.
• Система негизинен илешкек бойдон калууда жана агып жана созулуп улана берет.

Негизги өзгөчөлүк

Көбүкчөлөр тынымсыз пайда болуп жана чоңоюп турат. Система газ көбүкчөлөрүн каптап, газдын чыгып кетишине жол бербөө үчүн негизинен өзүнүн илешкектүүлүгүнө таянат.

3-этап: Көтөрүү этабы (гелдөө алдындагы интенсивдүү көбүктөнүү мезгили)

Штат

Реакция ылдамдыгы эң жогорку чегине жетет. Көп өлчөмдөгү газ пайда болот, көбүктүн көлөмү тез кеңейет жана клеткалар тез өсөт. Бул көбүктүн пайда болушунун эң маанилүү этабы.

Илешкектүү мүнөздөмөлөр

• Илешкектүүлүк кескин жогорулоону улантууда.
• Суюктуктун агымдуулугу бир кыйла төмөндөйт.
• Кайчылаш байланыш реакциялары күчөп, ийкемдүүлүктүн тез жогорулашына алып келет.
• Илешкектүүлүк жүрүм-туруму айкыныраак болуп, акырындык менен серпилгичтүүлүк үстөмдүгүнө карай жылып баратат.
• Материал созулууга жана кулап түшүүгө туруктуулукту өнүктүрөт.

Чоюлганда, көбүк деформацияланат, бирок күч алынып салынгандан кийин жарым-жартылай калыбына келет. Өсүп келе жаткан көбүкчөлөр матрицанын ичинде натыйжалуу турукташкан бойдон калат.

Процесстин кесепеттери

• Эгерде ийкемдүүлүк жетишсиз болсо жана илешкектик басымдуулук кылса, көбүкчөлөр жарылып, биригип же кулап түшүшү мүмкүн.
• Эгерде ийкемдүүлүк өтө эрте же өтө күчтүү өнүксө, көбүктүн кеңейиши чектелип, акыркы тыгыздык жогорулайт.

4-этап: Гель чекити (Критикалык өткөөл этап)

Штат

Үч өлчөмдүү кайчылаш байланышкан тармак негизинен түзүлөт. Көбүктөнүү жана гельденүү тең салмактуулукка жетишет, бул бүтүндөй процесстеги эң маанилүү учурга айланат.

Илешкектүү трансформация

• Система агып өтүү жөндөмүн жоготот.
• Көрүнгөн илешкектүүлүк чексиздикке жакындайт.
• Ийкемдүүлүк басымдуулук кылган касиетке айланат.
• Деформация негизинен серпилгич болуп калат, кысылгандан же чоюлгандан кийин тез калыбына келет.
• Клетка дубалдары катууланган сайын клетка түзүлүштөрү биротоло бекемделет.

Өндүрүш мааниси

• Гельдин өтө эрте пайда болушу толук эмес кеңейүүгө жана көбүктүн жогорку тыгыздыгына алып келиши мүмкүн.
• Гельдин өтө кеч пайда болушу газдын жоголушуна, көбүктүн кичирейишине жана кулашына алып келиши мүмкүн.

5-этап: Катуулануу жана жетилүү этабы (Гелациядан кийинки)

Штат

Калган реактивдүү топтор реакцияга киришүүнү улантып, кайчылаш байланышкан тармакты андан ары бекемдейт. Көбүктүн кеңейиши токтойт жана материал акырындык менен катууланат.

Илешкектүү мүнөздөмөлөр

• Кайчылаш шилтемелердин тыгыздыгы өсүүдө.
• Катуулугу акырындык менен жогорулайт.
• Ийкемдүүлүк турукташат.

Ийкемдүү көбүк үчүн:

• Жогорку ийкемдүүлүк сакталат.
• Жакшы ийкемдүүлүк жана бекемдик сакталат.

Катуу көбүк үчүн:

• Ийкемдүүлүк төмөндөйт.
• Материал катуу абалга өтөт.
• Деформация серпилгичтүүлүккө караганда пластикалык мүнөзгө ээ болот.

Калдык ички чыңалуулар башында болот, бирок катуулануу учурунда акырындык менен бошоп, вискоэластикалык касиеттердин турукташуусуна мүмкүндүк берет.

Кийинки өзгөрүүлөр

Айлана-чөйрө шарттарында жетиштүү катуулангандан кийин, кайчылаш байланыштыруу негизинен толук болуп калат жана механикалык жана вискоэластикалык касиеттери салыштырмалуу туруктуу бойдон калат.

3. Илешкектүүлүккө таасир этүүчү негизги факторлор

1. Катализаторлор (эң маанилүү башкаруу фактору)

Үйлөтүүчү катализаторлор

• Газдын пайда болушун тездетүү.
• Илешкектиктин эрте өнүгүшүнө өбөлгө түзүңүз.
• Көбүктүн кеңейүүсүн тездетиңиз.

Гель катализаторлору

• Кайчылаш байланыш реакцияларын тездетүү.
• Серпилгич тармакты эртерээк түзүңүз.
• Гельдин иштөө убактысын кыскартыңыз.

Катализатордун дисбалансы

Үйлөө жана гель катализаторлорунун ортосундагы туура эмес тең салмактуулук көбүктөнүү-гелятивдик дал келүүнү бузуп, вискоэластикалык профилди бурмалап, көбүктүн кыйрашына, кичирейишине же клетканын одоно түзүлүшүнө алып келиши мүмкүн.

2. Чийки заттын температурасы

Жогорку температура

• Жалпы реакция ылдамдыгын тездетет.
• Илешкектиктин жана ийкемдүүлүктүн өнүгүү ылдамдыгын жогорулатат.
• Эрте гелдин пайда болушуна алып келет.

Төмөнкү температура

• Реакция ылдамдыгын жайлатат.
• Илешкектүүлүк касиеттеринин акырындык менен жогорулашын камсыз кылат.
• Гельдин пайда болушун кечеңдетип, газдын жоголуп кетүү коркунучун жогорулатат.

3. NCO индекси (изоцианат индекси)

Жогорку ККК индекси

• Күчтүү кайчылаш байланышты өбөлгө түзөт.
• Ийкемдүүлүктү жана катуулукту тезирээк жогорулатат.
• Морт көбүктү пайда кылат.

Төмөн КЭУ индекси

• Кайчылаш шилтемелердин жетишсиздигине алып келет.
• Алсызыраак ийкемдүүлүккө жана жогорку калдык илешкектүүлүккө алып келет.
• Жумшак көбүктү пайда кылат, деформациясы жогору жана калыбына келүүсү начарыраак.

4. Беттик активдүү заттар жана толтургучтар

Силикон беттик активдүү заттар

• Беттер аралык чыңалууну көзөмөлдөөнү жакшыртуу.
• Көбүктүн бардык жеринде бирдей вискоэластикалык таралышын камсыз кылыңыз.
• Жергиликтүү илешкектик же ийкемдүүлүк айырмачылыктарынан улам пайда болгон бирдей эмес клетка түзүлүштөрүнүн алдын алыңыз.

Органикалык эмес толтургучтар

• Баштапкы системанын илешкектүүлүгүн жогорулатыңыз.
• Ийкемдүүлүктү азайтыңыз.
• Көбүктүн түзүлүшүн жалпысынан катуураак кылыңыз.

5. Полиолдук түзүлүш

Жогорку функционалдуу полиолдор

• Тыгыз кайчылаш байланышкан тармактарды оңой түзүңүз.
• Ийкемдүүлүктү жана катуулукту тез арада жогорулатыңыз.

Жогорку молекулалуу, узун чынжырлуу полиолдор

• Кайрадан акырындык менен кайчылаш байланыштыруу процессин түзүңүз.
• Жумшак серпилгичтүү жүрүм-турумду жаратыңыз.
• Коюучулугун узак убакытка сактаңыз.
• Ийкемдүү көбүктүү формулаларга мүнөздүү.

4. Кыскача мазмуну: Көбүктөнүү учурундагы жалпы вискоэластикалык тенденция

Негизинен, көбүктөнүү процессинин баары реологиялык трансформация болуп саналат, анда система бирден эволюцияланаттаза илешкек суюктукбирүч өлчөмдүү кайчылаш байланышкан эластомердик тармак.

Ортодогу тең салмактуулуккөбүктүн кеңейиши жана гельдениши, системанын өзгөрүп турган вискоэластикалык касиеттери менен чагылдырылгандай, көбүктүн акыркы түзүлүшүн, өлчөмдүү туруктуулугун жана жалпы продуктунун сапатын түздөн-түз аныктайт.