Практикум по дисциплине «Химия полимеров», «Химия композиционных материалов»

Катализаторы.
 
Большинство реакций, протекающих при получе-
нии ППУ, в отсутствие катализаторов идут слишком медленно. Для 
ускорения процессов и установления необходимого баланса между 
скоростями отверждения и пенообразования применяются, как прави-
ло, катализаторы.
 
Наиболее распространенными катализаторами, применяемыми для 
изготовления жестких ППУ, являются третичные амины и металлоор-
ганические соединения, иногда применяются соли щелочных метал-
лов и некоторые другие соединения. Третичные амины служат катали-
заторами реакций взаимодействия изоцианатов с гидроксилсодержа-
щими соединениями и водой. Эффективность этих катализаторов воз-
растает по мере увеличения основности амина и уменьшения про-
странственных препятствий. Активность аминного катализатора опре-
деляется не только его основностью, но и кислотностью гидроксилсо-
держащего соединения, реагирующего с изоцианатом. 
Оловоорганические соединения являются очень эффективными ка-
тализаторами реакции спирт – изоцианат, в то же время реакцию изо-
цианат-вода они катализируют менее эффективно. С увеличением 
кислотности гидроксилсодержащего реагента активность оловосодер-
жащих катализаторов существенно снижается. 
При получении ППУ протекают реакции роста цепи, сшивания 
(структурирования) и газообразования. Скорость подъема пены и ее 
отверждение, а также плотность, прочность и другие свойства обра-
зующегося пеноматериала находятся в прямой зависимости от соот-
ношения скоростей этих реакций. Следовательно, правильный выбор 
типа и количества катализатора имеет большое значение. При этом 
следует иметь в виду, что чрезмерно быстрое протекание процессов 
структурирования может привести к малому подъему пены и даже ее 
деструкции под действием теплоты, накапливающегося в системе. С 
другой стороны, при недостаточном количестве катализатора скоро-
сти реакций уретанообразования и сшивания малы, а следовательно, 
возможно отставание нарастания вязкости системы от газообразова-
ния. В этом случае нарушается соотношение между давлением газа в 

---

109 
ячейке и прочностью стенки ячейки, что обусловливает возможность 
разрушения пены. 
При вспенивании ППУ с помощью СО
2
применяют обычно амин-
ные катализаторы: триэтиламин, N-этилморфолин, диэтил- или диме-
тилэтаноламины, 
N,N,N
/
,N
/
-тетраметил-1,3-бутандиамин, 
диме-
тилциклогексиламин и т. д. Когда же для вспенивания применяют га-
логенсодержащие растворители (фреоны), то необходим более актив-
ный катализатор (из-за того, что испаряющийся растворитель охла-
ждает систему). В этих случаях могут быть использованы оловосо-
держащие катализаторы (дибутилоловодилаурат, октоат олова) или 
более активные третичные амины, такие, как 2,2,2-диазобициклооктан 
(ДАБЦО), 1,2,4-триметилпиперазин или некоторые хеллаты железа. 
Поскольку оловоорганические катализаторы и третичные амины ока-
зывают синергическое действие, механизм которого недостаточно 
изучен, в производстве ППУ их часто используют вместе.