Выбор полиуретанового преполимера

Реактивность преполимера зависит, по большей части, почти исключительно от природы изоцианата: те изоцианаты, которые менее стерически затрудненные, как MDI, являются самыми реактивными. TDI и изофорондиизоцианат, являются асимметричными молекулами, и самая реактивная изоцианатная группа используется для формирования преполимера, придавая конечной матрице более низкую общую реактивность. Это сводит к минимуму реактивность преполимера с не прореагировавшим полиолом, и замедляет скорость инициации дальнейшей полимеризации, что приводит к созданию макромолекул с более высокой молекулярной массой. Это также приводит к образованию более узкого распределения молекулярных масс и более низкой вязкости.

 Вязкость полиуретановых преполимеров увеличивается обычно за счет аллофанатного сшивания, которое может начинаться при температурах, превышающих 60ºC. Остатки щелочи, которые иногда присутствуют в полиэфирных полиолах, могут, например, быть катализатором этой реакции, что позволит реализовать реакцию при таких относительно низких температурах.  Значения вязкости тетраметиоксилиден диизоциантаных преполимеров также очень низкие за счет стерического затруднения в третичном углеродном атоме изоцианатной группы, что замедляет реакцию инициации и препятствует образованию аллофаната, даже при обработке при температуре 125°C.

Рисунок 2: Диизоцианатные мономеры

С другой стороны реакции, важную роль играет выбор полиола для получения таких свойств, как смачиваемость и  время отверждения адгезивного материала. Поли(пропилен/этилен оксид) гликоли (PPG), содержащие высокую долю этилен оксида, будут образовывать полимеры, которые охотно смачиваются, в то время как гидрофобные полиолы, такие как гидроксилированные полибутадиеновые каучуки, смачиваться не будут.

Часто в качестве полиольного компонента используются коисталлические или аморфные полиэфиры. Кристаллические полиэфиры придают быстро образующуюся прочность формовочных материалов в сыром состоянии и быстрое затвердевание в конечный адгезивный материал. И, напротив, наличие аморфных полиэфиров может увеличить время схватывания.

Рисунок 3: Полиолы, использованные а составе преполимера

В число прочих возможных полимеров входят аморфные полимеры с низкой температурой перехода в стеклообразное состояние, которые состоят в тесном родстве с PPG. И вновь, они увеличивают время схватывания, снижают вязкость и обеспечивают хорошую низкотемпературную гибкость. Винил полимеризованные полиолы имеют обычно высокую молекулярную массу и стеклообразные твердые частицы. Эти материалы удлиняют продолжительность прочности формовочных материалов в сыром состоянии и липкость.³

Также использование более длинных полиольных цепей в преполимере обычно дает более мягкий, менее прочный готовый материал, чем использование более коротких цепей. В этой связи, если необходимо иметь более прочное адгезивное вещество, этого можно добиться за счет составления рецептуры преполимера с использованием гликолей с низкими молекулярными массами, например, менее 300.⁴

Рисунок 4 :Физические свойства с полиолами с различными молекулярными массами, в состав которых включен преполимер TDI/поликапролактана (молекулярная масса 2000).