Особенности получения и структурирования полиуретанов

Изоцианаты отличаются высокой реакционной способностью. Они легко реагируют с веществами, содержащими подвижный атом водорода (спиртами, аминами, кислотами, фенолами, водой и другими соединениями). Реакция со спиртами протекает по схеме:

С аминами изоцианаты образуют замещенные мочевины — NH — СО — NH —:

С водой реакция протекает более сложно:

Карбаминовая кислота нестабильна, она распадается на амин и диоксид углерода. Амин тут же реагирует с изоцианатом по приведенной выше схеме. Уретаны и замещенные мочевины также реагируют с изоцианатом, первые образуют соединения с аллофанатной структурой:

Скорость реакции изоциаиатов с активным Н-атомом органических соединений снижается в следующем порядке:

Ускорение всех реакций и протекание их на холоду достигаются введением катализаторов: третичных аминов (триэтиламина, этилморфолина и др.). нафтеиатов металлов (Со, Fe, Zn и др.), оловоорганических соединений (дибутилдилауратолова и др.).

Реакция полигидроксилсодержащих соединений (гликолей, многоатомных спиртов, полиолов) с ди- и триизоцианатами протекает без образования каких-либо промежуточных продуктов и относится к реакции миграционной сополимеризации. При использовании дифункциональных соединений образуются линейные полиуретаны (ПУ).

Наиболее высокомолекулярные линейные ПУ получают при эквимольном соотношении компонентов. Избыток одного из них, а также добавление монофункциональных соединений приводят к снижению длины цепей полимера. Например, ПУ на основе ГДИ и 1,4-бутандиола образуются по реакции:

Проведение реакции полиолов с полиизоцианатами затруднено по крайней мере двумя обстоятельствами: 1) взаимодействием N=С=О-групп с водой, присутствующей в полиолах вследствие их гигроскопичности (следы влаги приводят к ряду побочных реакций) и 2) значительной экзотермичностыо реакции.