مطالعه سینتیک پلیمریزاسیون پلی یورتان و بررسی اثر کاتالیزور بر روی سرعت واکنش

پلی یورتانها کاربردهای فراوانی در صنایع پوششی، لاستیک، الیاف، کشاورزی، پزشکی و صنایع نظامی دارند. با انتخاب مواد اولیه مختلف و کنترل شرایط پلیمریزاسیون تغییر خواص و مصارف متنوعی حاصل می شود. یکی از روشهای کنترل پلیمریزاسیون، بررسی دقیق سینتیک پلیمریزاسیون و تعیین اثر عوامل مختلف از قبیل دما، زمان، کاتالیزور و ... می باشد. در این پژوهش از دو روش طیف سنجی ‏‎ftir‎‏ و ویسکومتری برای بررسی سینتیک پیشرفت واکنش استفاده شده است واثر عوامل مختلف بر سینتیک پلیمریزاسیون مطالعه شده است. برای این کار از تغییرات مقدار جذب پیک ‏‎nco‎‏ و همچنین تغییرات ویسکوزیته با زمان در چهار دمای 30، 40، 50 و ‏‎60c‎‏ به ازای تغییرات مقدار و نوع کاتالیزور استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده بهترین مقدار برای ‏‎r‎‏ (نسبت اکی والان ‏‎nco‎‏ به اکی والان ‏‎oh‎‏) یک می باشد افزایش دما روی افزایش سرعت واکنش خصوصا در حالت ارتو محسوس بوده و به ازای 10 درجه سانتی گراد افزایش دما، سرعت دو تا سه برابر و نسبت ثابت سرعت پارا به ارتو معمولا نصف می شود. اگر غلظت کاتالیزور 10 برابر شود سرعت سه برابر خواهد شد. با تبدیل کاتالیزور فریک استیل استونات ‏‎(fe(aa)3)‎‏ به دی بوتیل تین دی لورات ‏‎(dbtdl)‎‏ در غلظت ثابت، سرعت واکنش سه برابر و زمان ژل شدن نصف می شود. انرژی فعالسازی برای ‏‎nco‎‏ موقعیت پارا در تولوئن دی ایزوسیانات کمتر از ‏‎nco‎‏ موقعیت ارتو بوده و به ترتیب برابر با 81/16 و ‏‎70/32(kj/mol)‎‏ می باشد. میزان ثابت سرعت پارا از ثابت سرعت ارتو بیشتر است و به عنوان مثال در دمای 30 درجه سانتیگراد حدود 20 برابر است که این بدلیل فعالیت بیشتر ‏‎nco‎‏ در موقعیت پارا نسبت به ارتو می باشد. میزان تبدیل در دمای 60 درجه سانتیگراد حدود 80% است و در یک زمان معین، این دما بالاترین میزان تبدیل را ایجاد می کند.