Глава I. Полиуретаны, применяемые в производстве искусственных кож

Исходные материалы для получения полиуретанов

Уретановые эластомеры широко применяются в различных отраслях промышленности. Они обладают высокой прочностью, стойкостью к многократным деформациям, высоким сопротивлением истиранию и раздиру.

По показателю сопротивления истиранию уретановые эластомеры не имеют себе равных. Объем производства полиуретанов различных видов возрастает с каждым годом. Однако полиуретаны все же относятся к эластомерам специального назначения, их производство составляет примерно 4% от производства каучуков такого же назначения.

Кроме того, уретановые эластомеры отличаются сравнительно высокой стоимостью, и это в некоторой степени сдерживает их развитие. Тем не менее темпы развития промышленности уретановых эластомеров чрезвычайно высоки.

Промышленное производство уретановых эластомеров впервые было организовано в Германии. В 40-х годах фирмой "Байер" был синтезирован каучукоподобный полимер вулколан, полученный на основе сложных олигоэфиров и диизоцианатов. Позднее английскими и американскими фирмами были получены подобные эластомерные продукты: вулкапрен А ("ИКИ", Великобритания), кемигам СЛ ("Гудеар Тайр энд Раббер К°", США), джентан С ("Дженерал Тайр Раббер К°", США), эластатан ("Тиокол Кемикл К°", США) и др. Эластомеры на основе простых олигоэфиров (адипрены Б, Ц и Л) были разработаны фирмой "Дюпон" (США).

По структуре, свойствам и методам получения уретановые эластомеры можно разделить на следующие типы (табл. I.1):

высокомолекулярные твердые, линейной структуры уретановые каучуки, которые можно перерабатывать на обычном оборудовании резиновой промышленности (вальцуемые каучуки);

низкомолекулярные жидкие полиуретаны (форполимеры или предполимеры), перерабатываемые в твердые эластомеры или изделия методом литья;

термоэластопластичные уретановые эластомеры, которые можно перерабатывать на оборудовании, предназначенном для получения пластмасс.

Таблица I.1

Реализация свойств термоэластопластов связана с рядом специфических особенностей химического и физического строения полимерных цепей.

Строение макромолекул этих полимеров подобно блок-сополимерам, в которых одни блоки характеризуются гибкостью и слабым межмолекулярным взаимодействием, а другие отличаются жесткостью и сильным межмолекулярным взаимодействием. Такое строение полимерной цепи приводит к созданию определенных надмолекулярных образований и проявлению высокоэластических свойств в широком интервале температур.

Регулируя содержание в полимерной цепи олигомерных блоков различной природы и гибкости, можно изменять свойства полиуретанов в широких пределах. Полиуретаны такого типа представляют значительный интерес для получения эластичных покрытий на тканых, нетканых и других материалах.

В настоящее время в передовых капиталистических странах наблюдается общая тенденция интенсивного развития производства уретановых эластомеров.

Основными странами по выпуску уретановых эластомеров являются США, Япония и страны Западной Европы. Например, в странах Западной Европы в 1972 г. было произведено 552 000 т полиуретановых материалов, из них для обувной промышленности (литьевые, микроячеистые полиуретаны) - 40000 т. Производство термопластичных полиуретанов составило 4000 т.

Основной объем производства приходится на долю литьевых полиуретанов. Так, в США он составляет 50%, на втором месте находятся термопластичные полиуретаны. В США потребление полимеров этого типа увеличилось с 6804 т в 1969 г. до 11340 т в 1975 г. Наименьшее применение в США находят вальцуемые уретановые каучуки, однако к 1975 г. производство их увеличилось более чем в 4 раза.