DD289279A5 - PROCESS FOR PREPARING HYDROPHILIC PUR ELASTOMERS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hydrophiler PUR-Elastomere, die sich fuer Anwendungen auf dem Gebiet der PUR-Syntheseleder, in der Biologie und der Medizin sowie fuer die Verarbeitung zu duennen PUR-Folien als Membranmaterialien fuer Stoffaustausch- und -trennprozesse eignen. Erfindungsgemaesz werden aus a,v-OH-funktionellen * der allgemeinen Formel * mit n130 und m125, Kettenverlaengeren und Diisocyanaten neue Polyurethansysteme mit guten physiko-mechanischen Eigenschaften erhalten.{PUR-Elastomere; * Diisocyanat; Kettenverlaengerer; Wasserkettenverlaengerung; Membranmaterial}The invention relates to a process for the preparation of hydrophilic polyurethane elastomers, which are suitable for applications in the field of PUR synthetic leather, in biology and medicine as well as for processing PUR films as membrane materials for mass transfer and separation processes. According to the invention, new polyurethane systems having good physico-mechanical properties are obtained from a, v-OH-functional * of the general formula * with n130 and m125, chain extenders and diisocyanates. {PUR elastomers; * Diisocyanate; chain; Wasserkettenverlaengerung; Membrane material}
Description
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch auo, daß es ohne Phasenseparation während der Umsetzung verläuft. Die erfindungsgemäß als Ausgangsstoff dienenden α,ω-OH-funktionellen Ollgotetramethylenoxid-1,3,6-Trioxocan-Diole können dadurch erhalten werden, daß α,ω-Tetrahydrofurandlole mit einer mittleren Molmasse von 300 bis 2 OOOg/mol und einer Funktionalität > 1,8 Im Verhältnis 1:1 bis 10:1 derart mit I.S.e-Trioxocancopolymerisiert werden, daß sie zunächst mit etwa dem zehnten bis zwanzigsten Teil der Gesamtmenge des 1,3,6-Trioxocans bei Temperaturen zwischen 30 und 50°C gut gemischt, durch das Gintragen von 0,05 bis 0,1 mol einer Protonen- oder Lowissäure als Initiator pro mol OH-Gruppen die Blockcopolymerbildung innerhalb von 5 bis 30 Minuten eingeleitet, anschließend zügig das restliche Monomer so zugetropft wird, daß die aktuelle Monomerkonzentration an den Reaktionszentren annähernd konstant bleibt, und nach 15 bis 60 Minuten Alkalihydroxidlösung bis zum Neutralpunkt eingetragen wird.The process of the invention is characterized in that it proceeds without phase separation during the reaction. The present invention as the starting material serving α, ω-OH-functional Ollgotetramethylenoxid-1,3,6-trioxocane-diols can be obtained by reacting α, ω-Tetrahydrofurandlole having an average molecular weight of 300-2 OOOg / mol and a functionality> 1 , 8 in a ratio of 1: 1 to 10: 1 with ISe trioxocancopolymerized such that they are first mixed well with about the tenth to twentieth part of the total amount of the 1,3,6-trioxocane at temperatures between 30 and 50 ° C, by Gintragen from 0.05 to 0.1 mol of a protonic or low acid as initiator per mol of OH groups introduced the block copolymer formation within 5 to 30 minutes, then quickly added dropwise the residual monomer so that the actual monomer concentration at the reaction centers approaching remains constant, and after 15 to 60 minutes alkali hydroxide solution is added to the neutral point.
Als Kettenverlängerer eignen sich die in der Polyurethanchemie üblichen Verbindungen. Bevorzugt wird der Einsatz 1,4-Butandiol. Als Diisoyanat wird vorzugsweise Diphenylmethandiisocyanat verwendet. Zur Bestimmung des Wasserüberschusses wird nach der Prozeßstufe der Präpolymerbildung das NCO-Äquivalent bestimmt. Der Wassergehalt der wäßrigen Dimethylformamidlösung wird so bestimmt, daß bezogen auf das ermittelte NCO-Äquivalent ein Überschuß von 100 bis 200% besteht. Die Lösungsmittelmenge wird so gewählt, daß der Feststoffgehalt der Lösung zwischen 10 und 20% beträgt. Die erfindungsgemäß erhaltenen PUR-Lösungen können dann entsprechend ihrem Anwendungsgebiet weiterverarbeitet werden, ohne daß sich ihre Eigenschaften im Laufe der Zeit ändern. Der Vorteil diener Verfahrensweise besteht darin, daß die Molmassen der Polyurethane exakt steuerbar sind, reproduzierbare Viskositäten der PUR-Lösungen erhalten werden, der Einsatz wasserhaltiger Lösungsmittel möglich ist, Vernetzungsreaktionen weitgehend vermieden werden und der letzte Syntheseschritt bei Raumtemperatur erfolgen ksnn.Suitable chain extenders are the compounds customary in polyurethane chemistry. Preferably, the use of 1,4-butanediol. As Diisoyanat preferably diphenylmethane diisocyanate is used. To determine the excess of water, the NCO equivalent is determined after the prepolymer formation process step. The water content of the aqueous dimethylformamide solution is determined so that, based on the determined NCO equivalent, an excess of 100 to 200%. The amount of solvent is chosen so that the solids content of the solution is between 10 and 20%. The PUR solutions obtained according to the invention can then be further processed according to their field of application without their properties changing over time. The advantage of this procedure is that the molecular weights of the polyurethanes are precisely controlled, reproducible viscosities of the PU solutions are obtained, the use of water-containing solvents is possible, crosslinking reactions are largely avoided and the last synthesis step can be carried out at room temperature.
Aus den erfindungsgemäß erhaltenen PUR-Lösungoii lassen sich klare gelteilchenfreie flächige Polyurethane herstellen. In ihnen sind die hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften der einzelnen Polyolkomponenten zu einem Polyurethan mit guten physiko-mechanischen Eigenschaften vereint. Sie besitzen ein gutes Spannungs-Dehnungs-Ver halten, wobei die Dehnung der PTHF/TO-PUR-Muster sowohl die We1-Ie der aus Oligotetrahydrofurandiol-PUR als auch die der aus Homo-TO-PUR hergestellten Muster übertrifft, und zeichnen sich durch eine hohe Gaspermeation (insbesondere O2) aus.From the PUR solution obtained in accordance with the invention, it is possible to prepare clear gel particle-free sheet-like polyurethanes. In them, the hydrophilic and hydrophobic properties of the individual polyol components are combined to form a polyurethane with good physico-mechanical properties. They have a good stress-strain behavior, whereby the elongation of the PTHF / TO-PUR pattern exceeds both the We 1 Ie of the oligotetrahydrofurandiol PUR and the Homo-TO-PUR produced pattern, and are distinguished by a high gas permeation (in particular O 2 ).
Zunächst werden 97,5g (OH-Äquivalent 801,65) Blocke jdiol auf der Grundlage von Oligotetrahydrofuran mit einer Moimasse von 1000g/mol und 1,3,6-Trioxocan im Verhältnis T^iOH « 2:1 und 2,5g (OH-Äquivalent 45,06) 1,4-Butandiol gemischt. Dieses Gemisch wird über einen Tropftrichter zu 44,285g aufgeschmolzenem Diphenylmethandiisocyanat (NCO-Äquivalent von 125) bei einemm NCO/OH-Verhältnis von 2:1 zugegeben. Die Umsetzung zum Präaddukt verläuft über mehrere Stunden. Die Bestimmung des NCO-Äquivalentgewichts von 840 erfolgt durch Titration. 40g des Präaddukts werden in 100ml DMF gelöst und weiteren 100ml DMF, die zuvor mit 0,86ml (200-%-Äquivalente) Wasser versehen wurden, zudosiert. Bei Raumtemperatur gemischt und wenigstens 24 Stunden gelagert erhält man eine PUR-Lösung mit einem Feststoffgehalt von 20%. Eigenschaft der PUR-LösungFirst, 97.5 g (OH equivalent 801.65) blocks of iodol based on Oligotetrahydrofuran with a Moimasse of 1000g / mol and 1,3,6-trioxocane in the ratio T ^ iOH «2: 1 and 2.5g (OH Equivalent 45.06) of 1,4-butanediol. This mixture is added via a dropping funnel to 44.285 g of molten diphenylmethane diisocyanate (NCO equivalent of 125) at a NCO / OH ratio of 2: 1. The conversion to the pre-adduct runs over several hours. The NCO equivalent weight of 840 is determined by titration. 40 g of the preadduct are dissolved in 100 ml of DMF and further 100 ml of DMF, which were previously provided with 0.86 ml (200% equivalent) of water added. When mixed at room temperature and stored for at least 24 hours, a PUR solution having a solids content of 20% is obtained. Property of the PUR solution
- Viskosität bei 20 "C in Pas 2600 Eigenschaften des PUR- Viscosity at 20 "C in Pas 2600 Properties of PUR
- Zugfestigkeit in N/mm2 16,66Tensile strength in N / mm 2 16.66
- Bruchdehnung in % 945,7- Elongation at break 945.7%
- Wasseraufnahme in % "5,9- Water absorption in% "5.9
- Wasserdampfdurchlässigkeit- water vapor permeability
in mg dm"2 (24 h) 307in mg dm " 2 (24 h) 307
97,5g eines PTHF/TO-Blockcodiols auf der Grundlage von Polytetrahydrofuran mit einer Molmasse von 1OCOg/mol und 1,3,6-Trioxocan (TO:OH = 7:1) mit einem OH-Äquivalent von 1270 werden mit 2,5 g 1,4-Butandiol gemischt und über einen Tropftrichter zu 33,05g Diphenylmethandiisocyant zudosiert. Das NCO/OH-Verhältnis beträgt dabei 2:1. Die Titration des NCO-Äquivalentgewichts nach mehreren Stunden ergab einen Wert von 922.40g des so hergestellten Präaddukts werden in 100ml DMF gelöst und weiteren 200ml DMF, die mit 0,4485ml (150-%-Äquivalente) Wasser versetzt werden, zugegeben. Die PUR-Lösung weist nach entsprechender Lagerung einen Feststoffgehalt von 15% auf.97.5 g of a PTHF / TO block codiol based on polytetrahydrofuran having a molecular weight of 1OCOg / mol and 1,3,6-trioxocane (TO: OH = 7: 1) having an OH equivalent of 1270 are given as 2.5 g 1,4-butanediol mixed and added via a dropping funnel to 33.05 g Diphenylmethandiisocyant. The NCO / OH ratio is 2: 1. The titration of the NCO equivalent weight after several hours gave a value of 922.40 g of the preadduct thus prepared are dissolved in 100 ml of DMF and another 200 ml of DMF added with 0.4485 ml (150% equivalent) of water are added. The PUR solution has a solids content of 15% after appropriate storage.
- Viskosität bei 20 0C in Pas 2200 Eigenschaften des PUR- Viscosity at 20 0 C in Pas 2200 Properties of PUR
- Zugfestigkeit in N/mm2 14,3Tensile strength in N / mm 2 14.3
- Bruchdehnung in % 1010- Elongation at break in% 1010
- Wasseraufnahme in % 7,1- Water absorption in% 7.1
- Wasserdarr pfdurchlässigkeit- Water permeability
in mg dm"2 (24 h) 334in mg dm " 2 (24 h) 334
Vergleich der physiko-mechanischen Werte der PTHF/TO-PUR mit denen der PTHF-PUR und Homo-TO-PUR (Neumann, Rübner in Piasto und Kautschuk 33/4 [1986])Comparison of the physico-mechanical values of the PTHF / TO-PUR with those of the PTHF-PUR and Homo-TO-PUR (Neumann, Rübner in Piasto and Kautschuk 33/4 [1986])
Claims (1)
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DD33500689A DD289279A5 (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | PROCESS FOR PREPARING HYDROPHILIC PUR ELASTOMERS |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DD289279A5 true DD289279A5 (en) | 1991-04-25 |
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ID=5614180
Family Applications (1)
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DD33500689A DD289279A5 (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | PROCESS FOR PREPARING HYDROPHILIC PUR ELASTOMERS |
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DD (1) | DD289279A5 (en) |
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1989
- 1989-11-29 DD DD33500689A patent/DD289279A5/en not_active IP Right Cessation
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