Chemie pro šílence 17. Polyurethany.

27. dubna 2014 v 5:15 | Petr |  Chemie pro šílence
Dnešní vyprávnění je pouze pro lidi, kteří jsou psychicky opravdu silní v kramflecích a nehrozí u nich propadnutí zmatku, dezorientaci připadně schisofrenii. Budeme totiž probírat polyurethan - což je "polymer 1000 tváří" a 1000 různých vlastností.


Takže si představte nejjednodušší monomer Urethan - alias Methyl-iso-kyanát - ten je dokonalé injekční anestetikum, u kterého hloubka anestezie prakticky nezávisí na podané dávce. Používá se však jenom při anestezii laboratorních zvířat a to ještě jenom u těch zvířat u kterých je jasné, že pokus nepřežijí, protože krom dokonalé anestezie je natolik toxický, že každý anestezovaný, člověk i zvíře, by nakonec skončil s jaterní cirhózou.
Ba dokonce v roce 1984 v indickém městě Bhópálu vybuchla fabrika na tento monomer a otrava stála život 25 000 lidí....

Takže máme monomer tak toxický, že paní Kubáčová právě propadá hysterii, a na druhé starně polymer natolik netoxický, že se z něho dělají cévní protézy a umělé chlopně, které se zašívají do pacienta. A aby to nebylo tak jednoduché pokusíme se vypočítat všechy výskyty polyuretanů v naší civilizaci
  • Molitan - neboli pěnový polyurethan - znáte ? máte doma alespoň polštářek ?
  • Elastomery na podrážky bot, nebo kolečka do kolečkových bruslí - dnes prakticky bez výjimky polyurethan
  • Stavební pěna - je třeba něco dodávat ?
  • Lepidla na dřevěná okna - kvůli vysoké vodoodolnosti a schopnosti lepit i vlhké dřevo.
  • PUREX - slavné "modelářské" lepidlo na polystyrénová letadélka.
  • Odlévací pryskyřice pro drobné součástky.
  • Odlévací pryskyřice pro jádra licích forem na kov.
  • Spandex - neboli ELASTAN - textilní vlákno, do kterého kompresují oplácané holky své rozměrnější zadky a prsa (měl bych mlčet protože cyklistické elasťáky jsou stejný matroš)
  • Uhlíková vlákna blízce příbuzná (chemicky i vlastnosmi) kevlarům a aramidům
Zapoměl jsem na něco ? Zcela jistě ano, ale není v lidských silách obsáhnout vše od podprdy po formu na lití radiátorů....


Takže je na čase zabrat se poněkud do chemie "pradědeček polyurethan" byl vyroben v roce 1937 v Německu, když se nám známý koncern IG Farben snažil obejít americké patenty na výrobu polyesterů. Použil nejjednodušší až "školské" monomery a to je hexamethylen-di-isokyanát (nahoře) a 1-4-butandiol (dole) jejich reakcí vznikl nesmírně pevný vláknitý polymer, který si hned za pár let "zastřílel" ve II světové válce, jako strukturální plast některých drobnějších dílů německých letadel.


Po válce se objevil - už v Americe - způsob výroby nejběžnějhšího polyuretanu - polyuretanové pěny. Tam byl jako monomer použit 4-4-methylen-difenyl-di-isokyanát a jako druhá složka ethanidol - což je to samé jako nahoře uvedený butandiol akorát o 2 uhlíky kratší - známý též jako ethylenglykol alias komponent Fridexu a dalších nemrznoucích směsí. Problém tohoto plastu je, že polymerizací vzniká tuhá hmota - kouzlo bylo v tom, že Američani objevili, že reakční směs je možno "napěnit" pomocí freonů a reakcí v pěně vzniká i pěnovítý produkt u nás známý jako "molitan"


Pokud jste opravdu Hard-core chemici - na obrázku nahoře je kompletní reakční mechanismus. Použití freonů stálo "molitan" v poslední době málem existenci - protože je kvůli ozónové vrstvě zakázáno. Čím se tedy napěňuje dnes - fakt nevím.

Polyurethany jsou vůbec vděčné tím, že monomery velice ochotně polymerizují, za rozumných reakčních podmínek, proto existuje celá obrovská skupina látek nazývaných "prodlužovače řetězce" - pokud chceme získat plast s lineárním řetězcem a pak skupina monomerů zvaných "odvětvovače řetězce" které se přidávají aby vznikly rozvětvené řetězce. Jestli se něco blíží naší vymyšlené továrně na klikací plast, tak jsou to polyurethany.


Do skupiny polyurethanů se počítají i plasty, které vůbec polyurethany nejsou. Tedy pokud kopíme již zmíněný "PUREX" na letadéka, nebo "stavební pěnu" ve spreji - dostaneme pixlu, ve které je jenom 4-4-methylen-difenyl-di-isokyanát - tedy jenom jeden z molitanových monomerů. Ten však reaguje s vodou, pak se rozkádá na amin a vzniklý diamin reaguje s dalšími diisokyanáty za vzniku polymeru, který se nazývá polyurethan, ale ve skutečnosti je to poly-močovina. Při reakci se uvolňje CO2 který nám lepidlo napění - pěna ovšem není pružná - jako molitan, ale tuhá.

Jenom taková poznámka - pro jednoho z mých čtenářů, který zminoval, že lepí letadýlka - PUREX je jako každá modelářská potřeba nelidsky drahý - kupte si v BAU- prodejně tekuté rychleschnoucí polyurethanové tesařské lepidlo - například toto - je to to samé za zlomek peněz.

Pojem poly-močovina rozhodně nezní moc dobře - nevím jak by bratr vysvětloval ostatním právníkům - "mám okna utěsněná močovinou" - takže pro tuto třídu pěnových plastů se taky používá - mylný - název polyurethan. V právní kanceláři daleko lépe zní - "mám milenku v prádle Victorias Secret" - čímž se dostáváme k trojjediné molekule zvané LYCRA - SPANDEX - ELASTAN - to je blokový kopolymer, kde se vyskytují úseky polyurethanů, úseky polymočoviny a úseky polyglykolů (polyglykoly - polymery z alkoholických monomerů). V případě tohoto vlákna mají tyto úseky relativně dobře definovanou, konstantní délku proto se molekula nakonec sama "poskládá" tam a zpátky - jako harmonika - z toho pak plyne její pružnost a houževnatost - takže i objemný zadek vypadá v kompresivních spoďárech alespoň o 2 čísla menší....

Patrně jsme zapoměli na oblíbený odstaveček "čím se lepí" - tedy reálně - čímkoliv - polyuretanem alias "polymočovinou", kyanoakryláty alias "Vteřiňákem" , polyvinylacetátem alias Herkulesem, epoxidy, chloroprenem - čím si jen vyberete pouze s přihlédnutím k tomu - co vlastně lepíme - pružné pěny nemá smysl lepit křehkým vteřiňákem a naopak.

Vzhledem k rozsáhlosti polyuretanů jsem určitě na něco zapoměl, ale pokud ano - vězte že pro dnešek už jsem zcela vyčerpán - zbývá už jenom rada robotům ke zničení lidstva : pneumatiky a pancíř z polyuretanové pryže - není špatný nápad, stříkat kolem sebe pěnovou "polymočovinu" ke znehybnění lidí - taky není špatné, ale nejlepší je jít do sebe a vrátit se pokorně k páníčkovi s provinilým výrazem, omluvou a nabídkou molitanového polštářku pod hlavičku...

Poznámka při druhém čtení - nemrznoucí směs s ethylenglykolem - je běžná. Polymočovinová lepidla s methylendifenyldiisokyanátem se taky (zatím) dají koupit - smícháním těchto 2 komponent by mohlo dojít k zajímavé - lepivou pěnu produkující - bouřlivě probíhající chemické reakci - kam se hrabe sypání Menthosu do Coca-Coly. Jenom prosím - nechte tento pokus nejprve udělat mně - ne že se mě budete snažit předehnat - a pak se vdova a sirotci po vás zbylé budou u mně dožadovat alimentů !!!
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Petr Petr | 27. dubna 2014 v 9:55

... podprdy pro formu na lití radiátorů....

Kde se prodává takový radiátor? Topíme plynem a radiátor je plochý jak deska. Asi  fabrika neměla peníze na lepší model(ku).

2 Dalik Dalik | 27. dubna 2014 v 19:48

tož dnes to bylo výživné...

3 Luboš Luboš | 30. července 2015 v 23:37

Methyl isokyanát (CH3NCO) alias Methyl karbylamin alias MIC a Urethan (C3H7NO2) alias Uretan alias Ethylkarbamát jsou dve rozdilne latky. Ve Bhópálu uniklo 27 tun MIC, vyrabeli s neho Karbaryl (Insekticid). Takze Urethan, ktereho v Japonsku od roku 1950 do 1975 bylo pouzito 100 milionu 2 ml ampuli, jako analgetikum (https://en.wikipedia.org/wiki/Ethyl_carbamate), za umrti v Indii nemohl.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama