بررسی اثر کاتالیست DBTDL بر سینتیک پخت پلی یورتان توسط کالریمتری روبشی تفاضلی: HTPB/TDI در مقایسه با HTPB/IPDI

موضوع تحقیق

 هدف از این پژوهش بررسی سینتیک پخت حامل پلی یورتانی برپایه پلی بوتادین خاتمه یافته با هیدروکسیل (HTPB) است. این واکنش در کامپوزیت های پلی یورتانی پیشرفته بسیار حایز اهمیت است. 

روش ها 

دی ال HTPB با دو نوع عامل پخت دی ایزوسیاناتی تولوین دی ایزوسیانات (TDI) و ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI) در حضور و عدم حضور کاتالیزور دی بوتیل تین دی لورات (DBTDL)، توسط روش کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) در چند نرخ حرارتی مختلف (5، 10، 20 و  °C/min 40)، تحت پخت دینامیکی قرار گرفت. پارامترهای سینتیکی توسط مدل های کسینجر، اوزاوا و تبدیل یکسان محاسبه شد. تشکیل گروه های عاملی پلی یورتان و افزایش گرانروی در حین پخت، توسط روش طیف سنجی مادون قرمز-تبدیل فوریه (FT-IR) و ویسکومتر چرخشی (RV) بررسی شد.

نتایج تحقیق

نتایج نشان داد نوع عامل پخت و حضور کاتالیست، انرژی فعالسازی، آنتالپی واکنش، تکمیل واکنش و سرعت پخت را تحت تاثیر قرار می دهد. مدل های سینتیکی مختلف نشان دادند، انرژی فعال سازی به عنوان تابعی از درصد تبدیل واکنش به طور متوسط به ازای هر 05/0 واحد افزایش در درصد تبدیل، حدود kJ/mol 1 کاهش می یابد. انرژی فعال سازی سامانه حامل HTPB-TDI-DBTDL با شیب کمتری نسبت به سامانه حامل HTPB-IPDI-DBTDL برحسب درصد تبدیل کاهش می یابد. کاهش انرژی فعال سازی در درصد تبدیل های بیشتر از %90 احتمالا به علت نفوذ کوچک مولکول ها به پلیمر ها، شیب بیشتری پیدا می کند. آنتالپی واکنش پخت سامانه حامل HTPB-TDI-DBTDL در سرعت بالاتر از C/min° 10 تقریبا مستقل از سرعت حرارت دهی است، در حالیکه آنتالپی واکنش پخت سامانه حامل HTPB-IPDI-DBTDL به سرعت حرارت دهی به میزان قابل ملاحظه ای وابسته است. نتایج شیمی-ریولوژی نشان داد سرعت واکنش پذیری سامانه حامل به ترتیب HTPB-TDI-DBTDL>HTPB-IPDI-DBTDL>HTPB-TDI است.