Materiały poliuretanowe / redakcja naukowa Aleksander Prociak, Gabriel Rokicki, Joanna Ryszkowska. wyd. 1, 1 dodr. Warszawa, 2016 Spis treści Wykaz ważniejszych skrótów 9 Przedmowa 10 1. Wprowadzenie (Aleksander Prociak) 11 2. Chemia poliuretanów (Gabriel Rokicki) 22 2.1. Podstawowe reakcje grup izocyjanianowych 22 2.1.1. Reakcje z nukleofilami zawierającymi aktywny atom wodoru 23 2.1.2. Homoreakcje izocyjanianów 27 2.1.3. Mechanizm i kinetyka reakcji izocyjanianów z alkoholami 29 2.2. Blokowane izocyjaniany 30 2.2.1. Mechanizm reakcji z blokowanymi izocyjanianami 33 2.3. Bezizocyjanianowe poliuretany 33 2.3.1. Poliuretany z biscyklicznych węglanów 36 2.3.1.1. Synteza poli(hydroksyuretanów) z wykorzystaniem pięcioczłonowych węglanów cyklicznych 36 2.3.1.2. Synteza poli(hydroksyuretanów) z wykorzystaniem sześcioczłonowych węglanów cyklicznych 40 2.4. Metody wytwarzania poliuretanów 41 2.4.1. Metoda jednoetapowa - one-shot process" 41 2.4.2. Metoda prepolimerowa 41 3. Surowce do wytwarzania poliuretanów (Gabriel Rokicki, Aleksander Prociak, Leonard Szczepkowski) 45 3.1. Poliole 45 3.1.1. Poliestrole 47 3.1.2. Polieterole 48 3.1.3. Poliole otrzymywane z poliamin oraz tlenków propylenu i etylenu 53 3.1.4. Poliole Mannicha 53 3.1.5. Poliestrole odporne na hydrolizę 54 3.1.6. Poliole poli(ε-kaprolaktonowe) 55 3.1.7. Poliole poliwęglanowe 56 3.1.8. Poliole polisiloksanowe 60 3.1.9. Poliole poliakrylowe 62 3.1.10. Poliole polibutadienowe 62 3.1.11. Poliole o budowie dendrytycznej 64
3.1.12. Poliole z olejów roślinnych 66 3.1.13. Poliole z recyklingu chemicznego poliuretanów i poliestrów 71 3.2. Surowce izocyjanianowe 72 3.2.1. Diizocyjaniany aromatyczne 72 3.2.2. Diizocyjaniany alifatyczne 79 3.2.3. Bezfosgenowe metody otrzymywania izocyjanianów 80 3.3. Czynniki spieniające 82 3.4. Inne substancje pomocnicze 87 3.4.1. Przedłużacze łańcucha 87 3.4.2. Katalizatory 89 3.4.3. Substancje powierzchniowo czynne 92 3.4.4. Opóźniacze palenia 93 3.4.5. Inne dodatki 98 4. Pianki elastyczne i wiskoelastyczne (Aleksander Prociak, Leonard Szczepkowski) 107 4.1. Otrzymywanie pianek elastycznych 109 4.1.1. Etapy spieniania 111 4.1.2. Podstawy chemiczne wytwarzania pianek elastycznych 113 4.1.3. Rodzaje pianek elastycznych i ich właściwości 113 4.2. Techniczne metody wytwarzania pianek elastycznych 119 4.2.1. Pianki blokowe 119 4.2.1.1. Metody periodyczne 123 4.2.1.2. Metody ciągłe 127 4.2.2. Pianki formowane 133 4.2.2.1. Pianki formowane elastyczne 133 4.2.2.2. Pianki integralne 142 4.2.3. Pianki wiskoelastyczne 150 4.3. Tendencje rozwojowe pianek elastycznych 154 5. Pianki sztywne i półsztywne (Aleksander Prociak) 162 5.1. Proces spieniania 164 5.2. Właściwości pianek 166 5.2.1. Struktura komórkowa 167 5.2.2. Gęstość pozorna 169 5.2.3. Właściwości termoizolacyjne 170 5.2.4. Właściwości mechaniczne i stabilność wymiarowa 175 5.2.5. Palność 180 5.2.6. Inne właściwości 184 5.3. Przemysłowe metody wytwarzania 184 5.3.1. Wytwarzanie pianek w postaci bloków 184 5.3.2. Termoizolacja urządzeń chłodniczych 185 5.3.3. Płyty warstwowe 186 5.3.4. Rury preizolowane 187 5.3.5. Natryskiwanie pianki 189
5.4. Kierunki rozwoju 189 6. Pianki poliizocyjanurowe (Ugis Cabulis, tłumaczenie Tomasz Prociak) 194 6.1. Otrzymywanie pianek poliizocyjanurowych 195 6.2. Właściwości pianek poliizocyjanurowych 199 6.3. Przemysłowy proces produkcji i zastosowanie pianek poliizocyjanurowych 204 7. Jednoskładnikowe pianki poliuretanowe (Michał Kacperski) 206 7.1. Rodzaje pianek jednoskładnikowych 207 7.2. Metody produkcji i przykładowe receptury 209 7.3. Właściwości pianek jednoskładnikowych i metody ich badania 211 7.4. Nowe tendencje w dziedzinie jednoskładnikowych pianek poliuretanowych 216 8. Elastomery (Joanna Ryszkowska) 219 8.1. Czynniki wpływające na przebieg separacji fazowej 220 8.2. Modele struktury poliuretanów 221 8.3. Wybrane metody charakteryzowania struktury i właściwości poliuretanów 223 8.4. Metody wytwarzania elastomerów poliuretanowych 232 8.4.1. Lane elastomery poliuretanowe 236 8.4.2. Walcowane elastomery poliuretanowe 237 8.4.3. Formowanie metodą reaktywnego wtryskiwania 237 8.5. Sposób obliczania składu systemów elastomerów poliuretanowych 239 8.6. Czynniki wpływające na właściwości fizyczne poliuretanów 240 8.7. Perspektywy produkcji elastomerów poliuretanowych 244 9. Kompozyty poliuretanowe (Joanna Ryszkowska) 250 9.1. Poliuretany z napełniaczami mineralnymi i naturalnymi 251 9.2. Nanokompozyty poliuretanowe 252 9.3. Wybrane metody wytwarzania kompozytów poliuretanowych 255 9.4. Porównanie właściwości konstrukcyjnych kompozytów poliuretanowych wytwarzanych różnymi odmianami metody RIM 264 9.5. Kierunki zastosowań oraz rozwoju kompozytów i nanokompozytów poliuretanowych 264 10. Poliuretanowe materiały powłokowe (Janusz Kozakiewicz, Barbara Pilch-Pitera, Katerina Zetkova) 271 10.1. Dwuskładnikowe poliuretanowe systemy rozpuszczalnikowe 271 10.2. Jednoskładnikowe rozpuszczalnikowe lakiery poliuretanowe utwardzające się wilgocią z powietrza 278 10.3. Wodne dyspersje poliuretanowe stosowane jako spoiwa lakierów 279 10.4. Systemy powłokowe zawierające blokowane izocyjaniany 291
11. Włókna poliuretanowe (Joanna Ryszkowska) 304 11.1. Surowce 304 11.2. Wytwarzanie polimeru 306 11.3. Proces przędzenia włókien 307 11.3.1. Przędzenie z roztworów 307 11.3.2. Przędzenie ze stopu 309 11.3.3. Elektroprzędzenie 310 11.4. Wybrane właściwości chemiczne i fizyczne włókien 311 11.5. Zastosowania elastycznych włókien poliuretanowych 312 12. Kleje, uszczelniacze i zagęszczacze (Janusz Kozakiewicz) 314 12.1. Kleje poliuretanowe 314 12.1.1. Rozpuszczalnikowe kleje poliuretanowe 315 12.1.2. Bezrozpuszczalnikowe kleje poliuretanowe 317 12.1.3. Dyspersyjne kleje poliuretanowe 320 12.2. Uszczelniacze 322 12.3. Zagęszczacze poliuretanowe 330 13. Poliuretanowe materiały skóropodobne (Aleksander Prociak, Marta Godlewska) 335 13.1. Stosowane surowce 336 13.2. Techniczne metody wytwarzania 338 13.3. Metody badania i właściwości tworzy w skóropodobnych 343 13.4. Nowe tendencje w rozwoju poliuretanowych materiałów skóropodobnych 349 14. Specyficzne rodzaje poliuretanów i nowe kierunki zastosowań (Janusz Kozakiewicz, Joanna Ryszkowska, Leonard Szczepkowski) 351 14.1. Specyficzne rodzaje poliuretanów 351 14.1.1. Poliwęglanouretany 351 14.1.2. Silikono-uretany 352 14.1.3. Substraty wytwarzane z zastosowaniem surowców odnawialnych 357 14.2. Poliuretany w medycynie 358 14.3. Poliuretany w budownictwie 361 14.4. Poliuretany w elektronice 363 14.5. Poliuretany w motoryzacji 363 14.6. Poliuretany w kolejnictwie 364 14.7. Poliuretany w przestrzeni kosmicznej 364 14.8. Inne zastosowania silikono-uretanów 364 15. Degradacja i recykling poliuretanów (Janusz Datta) 371 15.1. Wprowadzenie 371 15.2. Recykling materiałowy 372 15.2.1. Prasowanie ze środkiem wiążącym 373 15.2.2. Spiekanie reaktywne 374
15.2.3. Napełnianie 374 15.3. Recykling chemiczny i odzysk surowcowy 375 15.3.1. Odzysk surowców 375 15.3.1.1. Piroliza 375 15.3.1.2. Gazyfikacja 376 15.3.1.3. Uwodornienie 376 15.3.2. Glikoliza 377 15.3.2.1. Wpływ glikolu na skład chemiczny glikolizatów 380 15.3.2.2. Wpływ katalizatora na proces glikolizy 387 15.3.3. Inne metody recyklingu chemicznego 391 15.3.3.1. Hydroliza 391 15.3.3.2. Aminoliza 392 15.3.3.3. Fenoliza 393 15.4. Odzysk energetyczny 394 15.4.1. Spalanie 394 15.5. Biodegradacja i recykling organiczny 394 15.6. Aktualne trendy w zagospodarowaniu odpadów poliuretanowych 395 16. Załączniki (Aleksander Prociak, Joanna Ryszkowska, Leonard Szczepkowski) 399 16.1. Obliczanie składu kompozycji poliuretanowych 399 16.2. Przeliczanie jednostek 404 oprac. BPK