Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время полимер-полиольные суспензии образуют одну из важнейших групп полиольных интермедиатов для получения эластичных пенополиуретанов. Полимер-полиольные суспензии представляют собой стабильные продукты, получаемые диспергированием твердых полимеров (виниловых полимеров и сополимеров, полимочевины, полиуретанов) в процессе синтеза в жидких простых полиэфирах. При добавлении полимер-полиольной суспензии в компонент А, который является полиольным компонентом при производстве пенополиуретанов, в количестве 10-50 мае. % значительно возрастают физико-механические свойства эластичных пенополиуретанов. Одним из перспективных направлений получения полимер-полиольных суспензий является использование стирола в качестве единственного мономера.
Одним из существенных недостатков полистирол-полиольных суспензий является то, что во время их получения на стадии выделения твердой фазы часто образуются частицы разнообразной формы и размеров, содержащие также крупную фракцию размером свыше 5 мкм, которая создает трудности при вспенивании полиуретанов в аппаратах непрерывного типа и требует многократной фильтрации. Кроме того, образование частиц разнообразной формы приводит к получению полистирол-полиольной суспензий повышенной вязкости, что ограничивает количество вводимой в компонент А суспензии и осложняет процесс получения пенополиуретанов.
В связи с этим регулирование форм и размеров твердых частиц в процессе получения полистирол-полиольной суспензии полимеризацией стирола в среде простых полиэфиров является актуальной задачей.
Целью работы является снижение размеров и регулирование формы твердых частиц полистирол-полиольной суспензии, получаемой полимеризацией стирола в среде простого полиэфира, путем введения в реакционную массу наночастиц на основе оксида кремния. Изучение физико-механических свойств эластичных пенополиуретанов на основе полученных полистирол-полиольных суспензий.
Поставленная цель предполагает решение следующих задач:
1. Получить полистирол-полиольную суспензию полимеризацией стирола
в среде простого полиэфира в присутствии наночастиц на основе оксида
кремния и изучить ее физико-химические свойства.
-
Установить размеры и форму частиц твердой фазы полистирол-полиольных суспензий, полученных в присутствии наночастиц, провести сравнение с промышленно выпускаемыми аналогами.
-
Изучить влияние размеров частиц твердой фазы полистирол-полиольной суспензии на физико-механические свойства эластичных пенополиуретанов.
Научная новизна работы.
-
Впервые показано, что введение в синтез полистирол-полиольной суспензии, получаемой полимеризацией стирола в среде простого полиэфира, наночастиц на основе оксида кремния позволяет снизить вязкость суспензии и средний диаметр частиц твердой фазы.
-
Выявлено, что разрушающее напряжение при разрыве и модуль упругости эластичных пенополиуретанов, полученных с применением полистирол-полиольных суспензий в компоненте А, увеличиваются с уменьшением среднего диаметра частиц твердой фазы вводимой полистирол-полиольной суспензии.
Практическая значимость.
-
Предложен и обоснован метод регулирования размеров и формы частиц твердой фазы при получении полимер-полиольной суспензии на основе простого полиэфира и стирола путем введения наночастиц на основе оксида кремния.
-
Получены полимер-полиольные суспензии пониженной вязкости с уменьшенными размерами частиц твердой фазы при введении в синтез полимер-полиольных суспензий наночастиц, что может облегчить процессы фильтрации суспензии и переработки компонента А в пенополиуретаны.
-
На ЗАО «Химтраст» получены эластичные пенополиуретаны с использованием полистирол-полиольной суспензии со сферической формой частиц, физико-механические свойства которых превышают свойства пенополиуретанов, полученных с использованием полистирол-полиольной суспензии с нерегулируемой формой частиц.
Апробация работы.
Результаты работы были представлены на Международной школе по химии и физикохимии олигомеров (Петрозаводск, 2007), на Всероссийской научной школе для молодежи «Проведение научных исследований в области инноваций и высоких технологий нефтехимического комплекса» (Казань, 2010), на Научной школе с международным участием «Актуальные проблемы науки о полимерах» (Казань, 2011), на Кирпичниковских чтениях по химии и технологии высокомолекулярных соединений (Казань, 2012).
Публикации.
Основные результаты работы изложены в 4 статьях, рекомендованных ВАК, 4 тезисах докладов на конференциях и в сборниках научных трудов.
Структура и объем работы.
