157368. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagymolekulasúlyú poliuretánok oldatának előállítására

3 157368 4 amely két aktív hidrogénatomot tartalmaz. A reakcióban kapott polimert a továbbiakban valamilyen alkalmas oldószerben oldják. b) A láncvégi izocianát-csoportokkal rendelkező poliuretán előpolimert oldószer jelenlétében valamely láncnövesztő szerrel reagáltatjuk. A fentiekben — pl. az 1. és 2a példában leírt módszerek csak kis reakciósebességű rendszerekre alkalmazhatók. A valóságban azonban az izocianát csoport aktív hidrogénnel pl. hidroxil- vagy aminocsoporttal történő reakciója exotermikus, és nagy reakciósebességű rendszerek oldószer nélküli reakciójánál nem lehet a reakciót kézbentartani. (Ilyen nagy reakciósebességű reakció pl. a szimmetrikus aromás vegyületeik láncvégi izodianát csoportjai és primer alifás diamin láncnövesztő szerek reakciója, melyben poliuretán előpolimer keletkezik) Még a sokkal lassabb reakciójú rendszereknél is gyakran előfordul, hogy a kapott poliuretánt nehéz feloldani. Az oldáshoz általában hőre és olyan nagy nyírósebességű keverésre van szükség, hogy a polimerben gyakran nemkívánatos bomlás lép fel. A 2b példában ismertetett módszer az oldatban történő láncnövesztésre alkalmazható nagyobb reakciósebességű rendszerekre is. A módszer alkalmazása szimmetrikus aromás diizocianátok és primer alifás diaminok reakciójára azonban csak kevéssé célszerű, ha ugyanis a láncnövesztés oldatban történik, majdnem mindig kocsonyás anyag keletkezik. A kocsonyás konzisztenciájú anyagot hőhatással vagy erős nyíróhatással rendelkező keveréssel oldatba tudjuk vinni; az ilyen eljárás azonban a polimer nemkívánatos részleges bomlásához vezet.Ismeretes, hogy jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező polimert csak úgy állíthatunk elő, hogyha a diizocianátot és a láncnövesztő szert úgy választjuk meg, hogy ezek a vegyületek a polimerláncban rövid szegmenseket képeznek, s e szegmensek erős kölcsönhatásban álljanak a saját vagy szomszédos molekula hasonló szegmenseivel. Leggyakrabban szimmetrikus aromás diizocianátokat, pl. 1,5--malftilén diizocianátot és paratfenilén-diizoeianátot alkialmiazurik. Ezekhez a ídiizociíanátokhoz mérsékelt reakciósebességet eredményező folyadékfázisú lánckiterjesztő szereket, pl. gyűrűsvagy sztérikusan gátolt diaminokat, pl. piperazint vagy metán-diamint alkalmazunk. A gyűrűk és az oldalláncok a polimer molekulák köz-~ ti intermolekuláris erőket úgy csökkentik, hogy a kapott polimerek oldhatósága igen jó, mechanikai tulajdonságai azonban viszonylag rosszak. Az olyan láncnövesztő szerek-, — mint pl. az etiléndiamin, tetrametiléndiamin vagy 1,3-diamino-propán —, melyek nem rendelkeznek az intermolekuláris kölcsönhatást jelentősen csökkentő csoportokkal, s ennek következtében jobb mechanikai tulajdonságú poliuretánokat adnak —, nem alkalmazhatóak arra a célra, hogy az ismert módszerekkel megfelelő minőségű polimeroldatokat állítsunk elő. Ezek az anyagok ugyanis túlságosan nagy sebességgel reagálnak az izocianát-csoportokkal, s a kapott kocsonyás anyag az említett hátrányokkal rendelkezik. Az oldatban történő láncnövesztés ismert módszereivel előállított poliuretánokra jellemző, hogyha egyszer már szálakat, filmeket vagy más alkalmas cikket képeztünk belőlük, és az anyagból az oldószert eltávolítottuk, akkor a polimert nem vihetjük könnyen ismét oldatba. Ez különösen érvényes a jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező szálasanyagokra. A gyenge oldhatóság meglehetősen hátrányos, mert a szabványnak nem megfelelő terméket nem tudjuk újra feloldani és átdolgozni. A 636.063 belga szabadalom gélmentes poliuretánok oldatban történő előállítását írja le. Az eljárásnál láncnövesztő szerként legkevesebb kétféle, két egymással nem egyenlő fázisban levő diamint használnak. Ámbár ez a módszer az ismert eljárásokhoz képest nagy haladást jelent, ipari méretű megvalósítása azonban viszonylag bonyolult, mivel a láncnövesztéshez további fázis bevezetését igényli, ezenkívül a kapott oldatok viszkozielasztikus viselkedése gyakran eltér a Newton-i folyadékoktól. A találmány szerinti eljárással előállított polimerek az oldószerekben, mint pl. a dimetilformamid igen jól oldódnak. A polimerekből effajta oldószerrel előállított oldat homogén, s az oldat reológiai jellemzői lényegileg stabilak. Ezek az oldatok rendkívül alkalmasak filmek, szálak, öntött tárgyak és hasonlók előállítására. Az így kapott termékek kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, átdolgozás céljára pedig könnyen újra feloldhatók. Az újszerű, lényegileg lineáris poliuretánok tagjai molekulájukban legalább 2 diizocianátcsoportot tartalmaznak. Laboratóriumi vagy ipari mértékben úgy állíthatók elő, hogy az izocianát-csoporthoz képest alfa helyzetben szubsztituenst nem tartalmazó szimmetrikus diizocianátot nagy mennyiségben, továbbá legalább az egyik izocianát csoporthoz viszonyítva alfa-helyzetben szubsztituált diizocianátot kis mennyiségben tartalmazó keveréket — az izocianátból mólfölösleget (1—2,5 mól) véve — 500—5000-ig terjedő mólsúlyú, láncvégi hidroxilcsoporttal rendelkező poliészterrel, poliéterrel, poliészterpoliéter keverékkel, továbbá a fenti két vagy több anyag keverékével reagáltatunk, s ilyen módon láncvégi izocianát csoportokkal rendelkező, lényegileg lineáris poliuretánt kapunk. Ezt az előpolimert azután oldószer pl. dimetilformamid, dimetilacetamid, vagy primer alifás diaminnal, vagy diaminok keverékével (amely kisebb mennyiségű más jellegű diamint is tartalmazhat) reagáltatunk, és ilyen módon lényegileg lineáris poliuretánt kapunk. A lényegileg lineáris poliuretán oldatából azután filmet, szálakat, vagy megfelelő más cikkeket készíthe-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2