حلال های مورد استفاده در صنعت پلی یورتان

 

 

 از جمله میزان حلالیت، فراریت (نقطه جوش مناسب و میانه)، سمیت، قیمت حلال و مهم تر از همه برهم کنش آن با پلیمر (میزان واکنش پذیری آن).

حلال های مختلفی برای تمیز کردن فوم پلی یورتان از سطح تجهیزات فرآورش آنها استفاده می شود؛ برخی از این حلال ها شامل دی متیل فرم آمید، 1و1و1 تری کلرواتان، متیلن کلراید،کلروفلوئوروکربن ها، تولوئن، زایلن، استون، متیل اتیل کتون، اتیلن گلایکول اتر، تترا هیدروفوران و گاما بوتیرولاکتون می شوند. با وجود اینکه این مواد حلال هایی موثر هستند، استفاده از هر کدام از آنها مضرات خاص خود را نیز دارد. به عنوان مثال، موادی که حاوی گروه کلر هستند باعث اثر تخریبی بر لایه ازون می شوند. دیگر حلال ها نیز یا سمی هستند یا می توانند باعث سرطان شوند یا به شدت فرار هستند و از این رو می توانند برای سلامتی ما مشکل آفرین باشند.

در ادامه برخی از حلال های صنعتی پرکاربرد در صنعت فوم پلی یورتان بیان شده است:

 

• متیلن کلرید (دی کلرومتان)

متیلن کلرید (دی کلرومتان) مایعی بی رنگ، با بویی شبیه به اتر، تند و شیرین است. مشتعل نمی شود اما اگر در دماهای بالا قرار گیرد (تا دمای تجزیه حرارتی به آن حرارت داده شود)، گازهای سمی کلرید (فسژن) را از خود متصاعد می کند. تنفس این گاز بینی و گلو را آزرده می کند و برسیستم عصبی تاثیر می گذارد. این ماده نقش حلالی قطبی پروتون دهنده را دارد و جزء دسته کلرومتان ها قرار می گیرد و آمیزه ای فرار آلی (با دمای جوش حدود 40 درجه سانتیگراد) است که به طور متداول در صنعت فوم پلی یورتان استفاده می شود.

• دی متیل فرم آمید (DMF)

در بسیاری از کاربردها حلال های آلی از جمله دی متیل فرم آمید (DMF) استفاده می شود. از آنجایی که برخی از حلال های ذکر شده مضراتی مانند سمیت دارند، هنگام انتخاب آنها به عنوان حلال باید مد نظر قرار گیرد. این حلال مایعی بی رنگ با بوی خاص و سرعت تبخیر آهسته است. این ماده می تواند در آب و بسیاری از حلال های آلی انحلال پذیر باشد. پس دمای جوش آن بالا (153 درجه سانتیگراد) و انحلال پذیری آن عالی است. ماده ای شیمیایی و سمی است. از این حلال عمدتا در چسب ها و پوشش ها استفاده می شود.

• استون

استون، حلال دیگری است که در صنعت پلی یورتان از آن استفاده می شود. این ماده می تواند فوم پلی یورتان را قبل از اینکه پخت شود، در خود حل کند. همچنین عامل مهم دیگری که باید به آن توجه شود، فراریت بالای این ماده (دمای جوش آن حدود  56 درجه سانتیگراد) است پس زمانی که برای تمیزکاری از آن استفاده شود سطح به سرعت خشک می شود و به دلیل اینکه به عنوان یک ماده فرار آلی و آلوده کننده محیط محسوب نمی شود، از این رو، به هر مقداری که لازم باشد می توان از آن برای شست و شو و تمیزکاری استفاده کرد. از طرفی، تبخیر بسیار سریع این ماده در ماه های تابستان می تواند نامطلوب باشد، به همین دلیل، متیل اتر کتون، تولوئن، زایلن یا پرکلرواتیلن حلال های بهتری نسبت به استون یا متیلن کلراید تمیزکاری هستند.

• تترا هیدرو فوران (THF)

تترا هیدرو فوران (THF) یک اتر حلقوی و در واقع یک بوتان است که یکی از هیدروژن های آن از هر گروه متیل با یک اکسیژن جابه جا شده است. این ماده آتش گیر با دمای جوش حدود 66 درجه سانتیگراد، یکی از بهترین حلال های صنعتی برای پلی یورتان است.

• N-متیل پیرولیدون (NMP)

اگر به دنبال ماده جایگزینی می گردید که بتواند پس ماندهای یورتانی پخت شده را از تجهیزات یا دستگاه ها تمیز کند، بهترین ماده N-متیل پیرولیدون (NMP) است. این ماده ماده ای دو قطبی با دمای جوش حدود 202 درجه سانتیگراد است و در از بین بردن یورتان پخت شده از سطح فلز، تا 30% موثرتر از متیلن کلراید یا دیگر محصولات فرموله شده عمل می کند. با این حال، از آنجایی که ماده ای به شدت سمی است استفاده از آن منع شده است.

• تولوئن

در روند تعیین تعداد گروه های عاملی آزاد (فعال) از جمله تعداد گروه های NCO محلول سازی لازم است. بدین منظور از حلال های مختلفی از جمله تولوئن استفاده می شود. این ماده حلال متداولی در دنیا است، ماده ای بی رنگ، آتش گیر، با دمای جوش حدود  110.6 درجه سانتیگراد و به طور حدودی %15 سبک تر از آب با رایحه ای شیرین و شبیه به بنزن است.

استفاده از حلال های مختلف با توجه به کاربرد صورت می گیرد، به این معنی که:

مهم ترین دلیل استفاده از حلال برای تمیز کردن تجهیزات تولید محصولات پلی یورتانی و سپس تمیز کاری سطوح در صورت پاشش مواد در جای نامناسب است. تجهیزات بزرگ برای فرآورش مواد پلی یورتان، از جمله راکتورها، بشکه ها، مخلوط کن ها و مانند آنها به خوبی از طریق چرخش حلال درون آنها پاک سازی می شوند. حلال به کمک پمپ از داخل بشکه نگهداری حلال با فشار بالا به سطوح اسپری می شود تا فرآیند تمیزکاری انجام شود.

لازم به ذکر است که پلی یورتان هایی که دارای اتصالات عرضی (پخت شده) باشند، امکان حل شدن آنها در حلال وجود ندارد؛ آنها تنها در حلال متورم می شوند. به بیان دیگر، پلی یورتان ها در مقابل بسیاری از حلال ها (حلال های آلی) و مواد شیمیایی مقاوم هستند و عملکرد خوبی را از خود به نمایش می گذارند. علاوه بر آن، مقاومت آنها نسبت به مواد شیمیایی توسط غلظت مواد شیمیایی، دما و مدت زمانی که یورتان در معرض این مواد قرار گیرد، تحت تاثیر قرار می گیرد.

در نهایت می توان گفت که حلال متیلن کلراید از آنجایی که حلالی قطبی است به عنوان حلال متداول در صنعت پلی یورتان استفاده می شود. در جایی که از این حلال (حلال هیدروکربنی هالوژن دار) تنها یک مرتبه استفاده شود عملکرد خوبی از خود به نمایش می گذارد اما در استفاده های چندین باره عموما مناسب نیست.