ساختار پلی يورتان هاي توزيع شده در آب
پلی يورتان هـای توزيع شـده در آب از دو بخش اصلي تشـكيل ميشـوند: بدنـه اصلي زنجيـر پلي يورتان وامولسـيون كننده. امولسيـون كننــده ها، مـواد آبدوسـت و پليمرهايـی دومحيـط دوســت (Amphiphilic)مثـل پلـی يورتـان هــای پيونــدزده شــده (Grafted) هستنــد و موجب پايداری توزيع پلي يورتـان درآب ميشـوند. اجـزای سـخت بـا گروه هـای يونـي، نقـش قسـمت های آبدوسـت و اجـزای نـرم، نقـش بخشهـاي آبگريـز را بـازي ميكننـد. ايـن مـواد به دو دسـته خارجـي و داخلـي تقسـيم ميشـوند. امولسـيونكننده هاي داخلـي شـامل مراكـز غيريونـي مثـل پلی اتیلن اکسـید و مراكـز يونـي آنیونـی، کاتیونـی و جفت یونـی (Zwitterions )هسـتند. پراكنههـاي پلي‌يورتانـي كـه بـه شـكل غيريونـي پايـدار ميشـوند بـا اسـتفاده از دي ال يا دي ايزوسـيانات شـامل زنجيرهـاي آويـزان پلي اتيلن اكسـيد به دسـت مي آينـد. ايـن پراكنه هـا در محـدوده وسـيعي از pH به طوركلوئيـدي پايدارند ولـي، غلظـت زيـادي از كومونومر بر پايـه پلي اتيلن اكسـيد نياز اسـت تـا پراكنـه اي با انـدازه ذرات كوچك به دسـت آيد. گاهي اوقـات، پايدارسـازي غيريونـي و آنيونـي بـا هم بـه كار مي رود تـا پراكنـه اي با انـدازه ذرات كوچـك و پايداري قـوي همزمان بـدون نيـاز به غلظـت اضافي پايداركننـده ايجاد شـود. اين نوع پراكنه هـاي پلي يورتانـي با لاتكس آكريليكي شـامل اسـيد و در pH پاييـن تهيه ميشـوند. شـكل بالا طـرحواره تهيـه پراكنه هاي غيريونـي را نشـان ميدهـد. گروه هـاي يونـي يـا بـه شـكل عامـل واكنـش دی الهـای يونـی يـا دي ايزوسـيانات های يونـی( يـا از طريـق پليمرشـدن پلي يورتـان بـا واكنشـگر يونـي، وارد زنجيرميشـوند. تركيـب به دسـت آمـده يونومـر پلي يورتانـي ناميـده ميشـود. معمـولا دی ال بـا گروههـای یونی کربوکسـیلات، سـولفونات، یا نمک آمونیـوم چهارتایی بـه عنـوان امولسـيون كننده بـه كار مـيرود. بـه عنـوان مثـال، دی متیلول پروپیونیـک اسـید بـه عنـوان امولسـیون كننده داخلـی در پلیمر اسـتفاده شـده سـپس به وسـيله گروه بازی ماننـد تری ا تیل آمین خنثـی میشـود. ایـن روش ایجـاد گروه های آبدوسـت، امولسـيون كننده داخلـی یـا امولسـیون كننده خـود به خـودی نامیـده میشـود و سـه مزیـت دارد: 1- مولکـول پلی یورتـان کـه آبدوسـتی آن اصلاح شـده میتواند تحـت شـرایط ملایـم پراکنـده شـود. 2-پراکنـه با انـدازه ذرات کوچکتـر به دسـت می آیـد و در نتیجـه پایـداری آن افزایـش می یابد.3 – فیلمهـای به دسـت آمـده از پراکنـه، مقاومـت بهتـری نسـبت بـه حلال و آب دارند. بنابرايـن، آبدوسـتي گروه هاي يونـي سـبب پراكنـش پلی يورتـان در آب بـدون اسـتفاده از امولسـيون كننده خارجـي ميشـود. مونومرهـاي پلي يورتانـي امتيـازات پلي يورتانهـا و يونومرهـا را بـا هـم دارنـد. همانطوركـه قبلا اشـاره شـد، پلي يورتانهاي معمولـي اغلـب طبيعـت آبگريـز دارنـد ولـي بـا وارد كـردن اجـزاي آبدوسـت يونـی بـه داخـل زنجيرهـاي پلي يورتـان، امـكان پراكنـش يا امولسـيون كـردن پلی يورتان فراهم ميشـود.
بخوانید: مقدمه‌ای بر کلوئید های محافظ – بخش 2
مرجع: مروری بر پلی یورتان های پایـه آبی، هنگامه هنرکار تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم
گردآورنده: دکتر شمیم روشن- شرکت سیماب رزین
