ПОЛИУРЕТА́НЫ

ПОЛИУРЕТА́НЫ, син­те­ти­че­ские по­ли­ме­ры, со­дер­жа­щие в осн. це­пи мак­ро­мо­ле­ку­лы уре­та­но­вые груп­пы ─HN─C(O)─O─; в це­пи мо­гут при­сут­ст­во­вать так­же амид­ные, кар­ба­мид­ные, эфир­ные (про­стые и слож­ные) и др. функ­цио­наль­ные груп­пы. Раз­ли­ча­ют П., по­стро­ен­ные на ос­но­ве од­но­го дии­зо­циа­на­та и од­но­го гли­ко­ля (го­мо­по­ли­ме­ры), двух дии­зо­циа­на­тов и од­но­го гли­ко­ля или двух гли­ко­лей и од­но­го дии­зо­циа­на­та (со­по­ли­ме­ры), пу­тём че­ре­до­ва­ния бло­ков разл. при­ро­ды (блоксо­по­ли­ме­ры). Ис­поль­зо­ва­ние для син­те­за П. со­еди­не­ний разл. хи­мич. при­ро­ды оп­ре­де­ля­ет уни­каль­ное раз­но­об­ра­зие струк­тур и свойств П., от­сут­ст­вую­щее во всех др. клас­сах по­ли­ме­ров.

Од­на из осн. осо­бен­но­стей П. – по­вы­шен­ная (по срав­не­нию с др. ге­те­ро­цеп­ны­ми по­ли­ме­ра­ми) гиб­кость их мак­ро­мо­ле­кул. Темп-ры плав­ле­ния П. на­хо­дят­ся в пре­де­лах 75–310 °С, проч­ность при рас­тя­же­нии 18–55 МПа, от­но­сит. уд­ли­не­ние 400–700%, мо­дуль уп­ру­го­сти при ос­та­точ­ном уд­ли­не­нии 300% – 2–22,5 МПа, со­про­тив­ле­ние раз­ди­ру 10–95 кН/м.

Ли­ней­ные П. [─C(O)─NH─R─NH─C(O)─O─R´─O─]_n (R и R′ – али­фа­тич. или аро­ма­тич. ра­ди­ка­лы) – вяз­кие жид­ко­сти или твёр­дые ве­ще­ст­ва аморф­ной или кри­стал­лич. струк­ту­ры; мо­ле­ку­ляр­ная мас­са (10–40)·10³; рас­тво­ря­ют­ся в кре­зо­ле, фе­но­ле, кон­цен­трир. сер­ной и му­равь­и­ной ки­сло­тах, не­ко­то­рые – в ди­ме­тил­фор­ма­ми­де и ди­ме­тил­суль­фок­си­де; ус­той­чи­вы к дей­ст­вию раз­бав­лен­ных ми­нер. и ор­га­нич. ки­слот; с уве­ли­че­ни­ем чис­ла ме­ти­ле­но­вых групп в це­пи сни­жа­ют­ся проч­ность и гиг­ро­ско­пич­ность.

Осн. осо­бен­ность сши­тых и раз­ветв­лён­ных П. – на­ли­чие под­виж­ной про­стран­ст­вен­ной сет­ки по­пе­реч­ных свя­зей, раз­ру­шаю­щих­ся и пе­ре­страи­ваю­щих­ся при тер­мич. и ме­ха­нич. воз­дей­ст­вии. Это яв­ле­ние по­зво­ля­ет ре­гу­ли­ро­вать свой­ст­ва сши­тых П. – от мяг­ких вы­со­ко­эла­стич­ных до твёр­дых жё­ст­ких сис­тем. На ос­но­ве сши­тых и раз­ветв­лён­ных П. по­лу­ча­ют взаи­мо­про­ни­каю­щие по­ли­мер­ные сет­ки, свой­ст­ва ко­то­рых не ад­ди­тив­ны свой­ст­вам ис­ход­ных струк­тур.

Осн. спо­соб по­лу­че­ния П. – по­ли­кон­ден­са­ция ди- или по­ли­изо­циа­на­тов с со­еди­не­ния­ми, со­дер­жа­щи­ми не ме­нее двух гид­ро­ксиль­ных групп в мо­ле­ку­ле. Син­тез ли­ней­ных П. про­во­дят в рас­пла­ве или в рас­тво­ре по пе­рио­дич. схе­ме при бы­ст­ром пе­ре­ме­ши­ва­нии. Тем­пе­ра­тур­ный и вре­мен­ной тех­но­ло­гич. ре­жи­мы оп­ре­де­ля­ют­ся ти­пом ис­ход­ных реа­ген­тов. Для син­те­за раз­ветв­лён­ных и сши­тых П. ис­поль­зу­ют со­еди­не­ния, со­дер­жа­щие не ме­нее трёх функ­цио­наль­ных групп в мо­ле­ку­ле од­но­го из ком­по­нен­тов. При­ме­ня­ют од­но- или двух­ста­дий­ную тех­но­ло­гию в за­ви­си­мо­сти от це­ле­во­го на­зна­че­ния ко­неч­но­го про­дук­та.

Ис­ход­ны­ми со­еди­не­ния­ми для по­лу­че­ния П. яв­ля­ют­ся: дии­зо­циа­на­ты и их сме­си; гли­ко­ли и трио­лы; про­стые оли­го­эфи­ры; слож­ные оли­го­эфи­ры; диа­ми­ны. Боль­шое раз­но­об­ра­зие про­дук­тов ре­ак­ции и слож­ность управ­ле­ния эти­ми ре­ак­ция­ми тре­бу­ют со­блю­де­ния вы­со­кой сте­пе­ни чис­то­ты и точ­но­сти вы­пол­не­ния тем­пе­ра­тур­но-вре­мен­но́­го ре­жи­ма всех тех­но­ло­гич. опе­ра­ций.

П. ис­поль­зу­ют­ся в про­из-ве пла­ст­масс (в т. ч. пе­но­пла­стов), син­те­тич. во­ло­кон, эла­сто­ме­ров, ла­ков, эма­лей, гер­ме­ти­ков, ис­кусств. ко­жи, кле­ёв, ла­тек­сов и пр.