ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетические модели синтеза полиуретанов из "Химическое формование полимеров" В технологической практике используют огромное число самых разнообразных рецептур для получения изделий из полиуретанов по методу химического формования в различных его модификациях. Поэтому на.м представляется, что попытка построения сколько-нибудь общих кинетических моделей синтеза полиуретанов вряд ли может завершиться успехом. В то же время общая методология построения математической модели остается одной и той же для различных рецептур. Поэтому целесообразно на каком-либо примере проследить, каким образом строится такая модель и к каким уравнениям это приводит. [c.40] Здесь k — константа скорости прямой, а кг — обратной реакций. [c.42] Таким образом, математическая модель образования полиуретана в процессе РФ, как правило, записывается в форме степенных уравнений, а точные значения показателей этих уравнений определяются рецептурой системы. [c.42] При образовании полимера, в частности полиуретана, могут выделяться газообразные продукты. Поэтому, в полной модели процесса, по крайней мере в некоторых случаях, необходимо учитывать такие явления, как локальное испарение и конденсацию растворителя. Такая комплексная модель применительно к процессу образования интегральных пенополиуретанов рассмотрена в работе [65] для стационарной формы (ячейки). Суть модели состоит в анализе тепловых явлений, происходящих в каждой ячейке, в которой содержится как олигомер, так п (растворитель. При повышении температуры в ячейке развивается давление, влияющее на температуру кипения растворителя кроме того, оно приводит к увеличению объема ячейки. [c.42] Процесс полимеризации в цитируемой работе аппроксимируется кинетическим уравнением второго порядка. Кроме того, используется обычное уравнение теплопроводности и, главное, — вводится уравнение состояния вещества в каждой ячейке. Получающаяся при таком подходе система уравнений решается численными методами, что позволяет рассчитать распределение по толщине ячейки (или блока) основных параметров — температуры, степени конверсии и плотности. Характерно, что расчет действительно позволяет правильно оценить изменение плотности по толщине во времени, включая образование на завершающей стадии процесса плотной пристенной корки и вспененной сердцевины изделия. [c.42] Рассмотренная в цитируемой работе модель может быть использована для анализа процесса химического формования при получении вспененных изделий (блоков, заготовок и т. п.). [c.43] К проблеме описания кинетики образования полиуретана в процессе реакционного формования примыкает родственная задача характеристики образования полиуретана в форме взаимопроникающих сеток, например в системе полиуретан — ненасыщенный полиэфир. Это довольно сложная система, в которой допускается варьирование состава композиции в очень широких пределах. При образовании взаимопроникающих сеток протекают реакции, различающиеся не только по природе участвующих в них компонентов, но и даже но механизму. Так, полиэфир образуется по реакции радикального типа, а полиуретан — в процессе поликонденсации. Кроме того, в ходе реакции вследствие термодинамической несовместимости компонентов происходят различные физико-химические явления, такие как желатиниза-ция, стеклование, разделение на фазы. Поэтому изучение кинетики образования конечного продукта поневоле ограничивается чисто феноменологическим подходом, оценивающим интегральные эффекты. Однако этого обычно достаточно для технологических целей, т. е. выбора температуры и длительности формирования материала. Наиболее очевидные результаты в этом случае дает применение термических и калориметрических методов. Так, при адиабатическом подъеме температуры отчетливо обнаруживаются две области (рис. 2.10), отвечающие реакциям образования полиуретана (I) и полиэфира (И). Соответственно по таким кривым могут быть оценены скорости процесса (рис. 2.11), причем здесь отчетливо выделяются два максимума (I — для полиуретана и II — для полиэфира). Относительная интенсивность этих макси.мумов зависит от соотношения компонентов и рецептуры. [c.43] Указанный подход, т. е. термометрические измерения и определение тепловых эффектов при изотермической полимеризации, как правило, дает достаточно четкие, хотя и относительные оценки интегральных ха.рактеристик технологического режима образования полимера для выбранной рецептуры композиции. [c.44] Вернуться к основной статье