Polidicyklopentadien

Polidicyklopentadien
Polydicyclopentadiene.svg
Forma liniowa
Nazwy
Inne nazwy
Poli(dicyklopentadien); PDCPD
Identyfikatory
Nieruchomości
( C10H12 ) rz _ _
Masa cząsteczkowa Zmienny
Gęstość 0,980-1,20 g/cm 3
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).

Polidicyklopentadien ( PDCPD ) to materiał polimerowy , który powstaje w wyniku polimeryzacji przez metatezę z otwarciem pierścienia (ROMP) dicyklopentadienu (DCPD). PDCPD wykazuje wysokie usieciowanie , co nadaje mu właściwości, takie jak wysoka udarność , dobra odporność na korozję chemiczną i wysoką temperaturę ugięcia pod wpływem ciepła . PDCPD jest często stosowany w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji paneli karoserii, zderzaków i innych elementów do samochodów ciężarowych, autobusów, traktorów i sprzętu budowlanego. PDCPD jest badany pod kątem tworzenia porowatych materiałów do zastosowań w inżynierii tkankowej lub magazynowaniu gazu, a także do samonaprawiających się polimerów .

Polimeryzację można osiągnąć dzięki zastosowaniu różnych katalizatorów metali przejściowych , takich jak ruten, molibden, wolfram i tytan, a także w warunkach wolnych od metali poprzez katalizę fotoredoks . Dokładna struktura polimeru PDCPD zależy od warunków reakcji zastosowanych do polimeryzacji. Chociaż usieciowany polimer może powstać w wyniku metatezy obu alkenów w monomerze macierzystym, zasugerowano, że w wielu warunkach polimeryzacji powstaje tylko naprężony norbornen pierścienia w monomerze ulegającym metatezie olefin, podczas gdy kolejne etapy sieciowania wynikają z termicznej kondensacji pozostałych olefin w liniowym polimerze. Kilka nowych systemów katalitycznych do syntezy liniowego PDCPD zostało z powodzeniem uruchomionych przy użyciu heksachlorku wolframu , tlenochlorku wolframu (VI) i związków krzemoorganicznych.

Proces chemiczny

Układ reagujący jest sformułowany tak, aby zmaksymalizować szybkość reakcji, aw tym układzie dwa składniki muszą być mieszane w dawce równej objętości. Oba składniki zawierają głównie DCPD z dodatkowymi dodatkami. Układ katalizatora jest podzielony na dwie części, z których każda stanowi oddzielny komponent. Kiedy oba składniki zostaną zmieszane, kompletny układ katalizatora zostaje ponownie połączony i staje się aktywny. Jest to istotna różnica w porównaniu z innymi do formowania wtryskowego z reakcją (RIM), takimi jak poliuretan , ponieważ reakcja nie jest stechiometryczna . Stosunek objętości 1:1 dla formowania DCPD nie jest krytyczny, ponieważ nie jest to połączenie dwóch różnych pierwiastki chemiczne , tworząc specyficzną matrycę . Jednak znaczące zmiany w stosunku spowalniają reaktywność układu, ponieważ powstaje mniej aktywnych jąder reakcji.

Sprzęt

Żywice DCPD są przetwarzane przy użyciu wysokociśnieniowego sprzętu RIM, takiego jaki jest używany w przemyśle poliuretanowym , z pewnymi niewielkimi zmianami, które należy wziąć pod uwagę. Najważniejszą zmianą jest to, że żywica nigdy nie może mieć kontaktu z powietrzem ani wilgocią, co wymaga azotowej w zbiornikach. Narzędzia lub formy są narzędziami zamkniętymi i są mocowane za pomocą prasy hydraulicznej . Ponieważ żywice kurczą się podczas reakcji o około 6% objętości, prasy te (zwane również jednostkami zaciskowymi) nie muszą obsługiwać wysokich ciśnień, takich jak w przypadku masy do formowania arkuszy (SMC) lub ekspandującego poliuretanu.

Obróbka

Większość narzędzi do PDCPD jest wykonana z aluminium . Płaskie części mogą być wykonane z obrabianego aluminium, podczas gdy głębsze w kształcie 3D są często wykonane jako odlewane narzędzia aluminiowe. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę skurcz objętościowy, a wokół wszystkich ubytków należy zastosować uszczelki .

Rozważania procesowe

Ciekła żywica ma gęstość względną 0,97 i reaguje w ciało stałe o gęstości względnej 1,03, co daje skurcz objętościowy 6%. Ponieważ większość części to panele, większość skurczu wystąpi na osi Z — powodując zmianę grubości. Powoduje to, że części same się demontują, ponieważ nie mają dobrego kontaktu z rdzeniem (czyli tylną stroną) narzędzia.

Reagującym układem zawsze rządzi temperatura - w dowolnej postaci. Oznacza to, że temperatura ciekłych składników ma duży wpływ na reaktywność. Aby zapewnić, że jedna strona ma wymagane wykończenie powierzchni, temperatura po tej stronie musi być wyższa niż po stronie rdzenia. Dlatego obie połówki narzędzia są odpuszczane w różnych temperaturach, przy typowych wartościach 60°C i 80°C.

Typowe czasy cyklu formowania części wynoszą od 4 do 6 minut.

Nieruchomości

PDCPD ma kilka przydatnych właściwości:

PDCPD nie zawiera żadnych wzmocnień włóknami, chociaż opracowywana jest wersja wzmocniona włóknami. PDCPD umożliwia zróżnicowanie grubości w całej części, włączenie żeber i obtryskiwanie wkładek w celu nieskomplikowanego montażu części. PDCPD nie może być malowany w masie i musi być malowany po uformowaniu.

Aplikacje

Ponieważ PDCPD jest wciąż nowym materiałem, liczba zastosowań jest dość ograniczona. Główne zastosowania to panele nadwozia, głównie do ciągników , sprzętu budowlanego , ciężarówek i autobusów . W zastosowaniach przemysłowych głównym zastosowaniem są komponenty do chloro-alkaliów (np. osłony ogniw do elektrolizerów ). Jest stosowany w innych zastosowaniach, w których wymagana jest odporność na uderzenia w połączeniu ze sztywnością, trójwymiarową konstrukcją i/lub odpornością na korozję.

Recykling

PDCPD nie nadaje się do recyklingu. W lipcu 2020 r. naukowcy poinformowali o opracowaniu techniki wytwarzania degradowalnej wersji tego twardego termoutwardzalnego tworzywa sztucznego , która może mieć również zastosowanie do innych tworzyw sztucznych, które nie należą do 75% tworzyw sztucznych nadających się do recyklingu .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Polydicyclopentadiene&oldid=1135409089 ”