ইউরেথেন কিভাবে তৈরি হয়? সম্পূর্ণ উৎপাদন নির্দেশিকা

সরাসরি উত্তর: কিভাবে ইউরেথেন তৈরি করা হয়

ইউরেথেন - আরও সঠিকভাবে পলিউরেথেন বলা হয় যখন এটির পলিমারিক আকারে থাকে - একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি হয় পলিওল (একাধিক প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রক্সিল গ্রুপ সহ একটি অ্যালকোহল) এবং একটি আইসোসায়ানেট (একটি যৌগ যার মধ্যে এক বা একাধিক -এনসিও গ্রুপ রয়েছে) . যখন এই দুটি উপাদান একত্রিত হয়, তারা একটি ইউরেথেন সংযোগ তৈরি করে (–NH–COO–), যা উপাদানটির সংজ্ঞায়িত রাসায়নিক বন্ধন। এই প্রতিক্রিয়াটির জন্য জল বা দ্রাবকের প্রয়োজন হয় না, অ্যামাইন বা অর্গানমেটালিক যৌগ দ্বারা অনুঘটক করা যেতে পারে এবং ঘরের তাপমাত্রায় বা হালকা তাপে দ্রুত এগিয়ে যায়। ফলস্বরূপ উপাদান একটি অনমনীয় ফেনা, নমনীয় ফেনা, ইলাস্টোমার, আবরণ, আঠালো বা ফাইবার হতে পারে যা সম্পূর্ণরূপে আণবিক ওজন, কার্যকারিতা এবং শুরুর উপকরণগুলির অনুপাতের উপর নির্ভর করে।

এই মৌলিক রসায়ন প্রথম 1937 সালে জার্মানির আইজি ফার্বেনে অটো বায়ার এবং তার দল দ্বারা বর্ণনা করা হয়েছিল। 1950 এর দশকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউরোপে বাণিজ্যিক উত্পাদন শুরু হয়েছিল। আজ, বিশ্বব্যাপী পলিউরেথেন উত্পাদন ছাড়িয়ে গেছে প্রতি বছর 25 মিলিয়ন মেট্রিক টন , এটি অস্তিত্বের সবচেয়ে বহুমুখী এবং ব্যাপকভাবে উত্পাদিত পলিমার পরিবারগুলির মধ্যে একটি করে তুলেছে।

মূল রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যাখ্যা

ইউরেথেন-গঠন বিক্রিয়া একটি পলিঅ্যাডিশন বিক্রিয়া। ঘনীভবন পলিমারাইজেশনের বিপরীতে, এটি কোন উপজাত প্রকাশ করে না। পলিওলের হাইড্রক্সিল গ্রুপ (–OH) আইসোসায়ানেট গ্রুপের (–N=C=O) ইলেক্ট্রোফিলিক কার্বনকে আক্রমণ করে, ইউরেথেন (কারবামেট) সংযোগ তৈরি করে। সরলীকৃত প্রতিক্রিয়া হল:

R–NCO HO–R' → R–NH–COO–R'

শিল্প অনুশীলনে, এটি খুব কমই একটি একক-পদক্ষেপের ঘটনা। Formulators সাবধানে নিয়ন্ত্রণ আইসোসায়ানেট সূচক — আইসোসায়ানেট গ্রুপের সাথে হাইড্রক্সিল গ্রুপের অনুপাত, শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়। 100 এর একটি সূচক মানে 1:1 স্টোইচিওমেট্রিক অনুপাত। অনমনীয় ফোমগুলি প্রায়শই সম্পূর্ণ প্রতিক্রিয়া নিশ্চিত করতে এবং উচ্চতর ক্রসলিঙ্ক ঘনত্ব অর্জন করতে 110-120 এর একটি সূচক ব্যবহার করে, যখন নমনীয় ফোম ফর্মুলেশনগুলি সাধারণত 100-105 এর কাছাকাছি একটি সূচককে লক্ষ্য করে।

পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া যে বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন

ইউরেথেন গঠনের সময় বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াও ঘটে, যার প্রতিটি চূড়ান্ত পণ্যের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে:

• আইসোসায়ানেট জল → কার্বামিক অ্যাসিড → অ্যামাইন CO₂ (এই প্রতিক্রিয়াটি ইচ্ছাকৃতভাবে ফোম সিস্টেমে গ্যাসের বুদবুদ তৈরি করতে ট্রিগার করা হয়)
• আইসোসায়ানেট অ্যামাইন → ইউরিয়া সংযোগ (অনড়তা এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়)
• আইসোসায়ানেট ইউরেথেন → অ্যালোফেনেট লিঙ্কেজ (উন্নত তাপমাত্রায় গঠন, ক্রসলিংকিং বৃদ্ধি)
• আইসোসায়ানেট আইসোসায়ানেট → আইসোসায়ানুরেট রিং (ট্রাইমারাইজেশন, অত্যন্ত আগুন-প্রতিরোধী অনমনীয় ফেনা তৈরি করে)

প্রক্রিয়াকরণের সময় অনুঘটক নির্বাচন, তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার পরিমাণ সামঞ্জস্য করে এই প্রতিক্রিয়াগুলির প্রতিটিকে উত্সাহিত বা দমন করা যেতে পারে। ফর্মুলেটররা এই রসায়নটিকে একটি টুল কিট হিসাবে বিবেচনা করে, একটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া নয়।

কাঁচামাল এক: আইসোসায়ানেটস এবং তাদের শিল্প উত্স

আইসোসায়ানেট উপাদান দুটি প্রধান উপাদানের মধ্যে অধিক রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়াশীল। দুটি আইসোসায়ানেট যৌগ বিশ্বব্যাপী ইউরেথেন উৎপাদনে আধিপত্য বিস্তার করে:

এমডিআই অ্যানিলিন এবং ফর্মালডিহাইড থেকে একটি ঘনীভবন বিক্রিয়ার মাধ্যমে এমডিএ (মিথাইলেনিডিয়ানিলাইন) তৈরি করা হয়, যা পরে ফসজিন (COCl₂) এর সাথে বিক্রিয়া করে MDI গঠন করে। TDI টলুইন ডায়ামিন থেকে শুরু করে অনুরূপ ফসজিন রুট অনুসরণ করে। ফসজিনের চরম বিষাক্ততা থাকা সত্ত্বেও ফসজিন রুটটি শিল্পে প্রভাবশালী, কারণ তুলনামূলকভাবে কার্যকরী কোনো বিকল্প স্কেলে বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়নি। বিএএসএফ, কোভেস্ট্রো, হান্টসম্যান এবং ওয়ানহুয়া কেমিক্যাল বিশ্বের বৃহত্তম আইসোসায়ানেট উৎপাদক।

এমডিআই এবং টিডিআই-এর মতো সুগন্ধযুক্ত আইসোসায়ানেটগুলি সাশ্রয়ী এবং অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল তবে UV আলোর সংস্পর্শে আসলে হলুদ। এইচডিআই (হেক্সামেথিলিন ডাইসোসায়ানেট) এবং আইপিডিআই (আইসোফোরোন ডাইসোসায়ানেট) এর মতো অ্যালিফ্যাটিক আইসোসায়ানেটগুলি আরও ব্যয়বহুল তবে রঙের স্থিতিশীলতা প্রদান করে, যা তাদের স্বয়ংচালিত ক্লিয়ারকোট এবং বাহ্যিক স্থাপত্যের আবরণগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে কয়েক দশক ধরে চেহারা বজায় রাখতে হবে।

কাঁচামাল দুই: Polyols এবং পলিমাইড উত্স সংযোগ

পলিওল হল ইউরেথেন সমীকরণের বাকি অর্ধেক। তারা স্নিগ্ধতা, নমনীয়তা, রাসায়নিক প্রতিরোধের, এবং তাপীয় আচরণ প্রায় অন্য যে কোন ফর্মুলেশন পরিবর্তনশীলের চেয়ে বেশি নির্ধারণ করে। বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহৃত পলিওলের দুটি প্রধান পরিবার রয়েছে:

পলিথার পলিওলস

পলিথার পলিওলগুলি প্রোপিলিন অক্সাইড (পিও) বা ইথিলিন অক্সাইড (ইও) এর রিং-ওপেনিং পলিমারাইজেশন দ্বারা তৈরি করা হয় যা গ্লিসারল, সরবিটল বা সুক্রোজের মতো স্টার্টার যৌগ দ্বারা শুরু হয়। তারা মোটামুটি জন্য হিসাব বিশ্বব্যাপী ব্যবহৃত সমস্ত পলিওলের 75% ইউরেথেন উৎপাদনে। তারা hydrolytically স্থিতিশীল, কম খরচে, এবং প্রক্রিয়া করা সহজ. আসবাবপত্র, বিছানা, এবং স্বয়ংচালিত বসার জন্য নমনীয় ফোমগুলি অত্যধিক পলিথার পলিওলের উপর নির্ভর করে।

পলিয়েস্টার পলিওলস

পলিয়েস্টার পলিওলগুলি ডায়াসিডের ঘনীভবন পলিমারাইজেশন (যেমন অ্যাডিপিক অ্যাসিড) ডায়ালের সাথে (যেমন ইথিলিন গ্লাইকোল বা বুটেনেডিওল) দ্বারা তৈরি করা হয়। তারা পলিথার-ভিত্তিক সিস্টেমের তুলনায় উচ্চতর যান্ত্রিক শক্তি, ঘর্ষণ প্রতিরোধ এবং দ্রাবক প্রতিরোধের সাথে ইউরেথেন তৈরি করে। জুতার তল, পরিবাহক বেল্ট এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতার আবরণ প্রায়শই পলিয়েস্টার-ভিত্তিক ইউরেথেন সিস্টেমগুলি নির্দিষ্ট করে এই কারণে। যাইহোক, পলিয়েস্টার পলিওলগুলি আর্দ্র পরিবেশে হাইড্রোলাইসিসের জন্য সংবেদনশীল, যা স্টেবিলাইজার ছাড়াই বহিরঙ্গন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের ব্যবহার সীমিত করে।

পলিমাইড উত্স একটি অগ্রদূত এবং তুলনামূলক উপাদান হিসাবে

পলিমাইডের উত্স বোঝা এখানে প্রাসঙ্গিক কারণ পলিমাইড এবং পলিউরেথেন ওভারল্যাপিং কাঁচামালের উত্স ভাগ করে এবং প্রায়শই ইঞ্জিনিয়ারিং এবং টেক্সটাইল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তুলনা করা হয়। একটি পলিমাইডের উৎস — সাধারণত ক্যাপ্রোল্যাকটাম (নাইলন 6-এর জন্য) বা অ্যাডিপিক অ্যাসিড হেক্সামেথিলেনেডিয়ামিনের সঙ্গে মিলিত হয় (নাইলন 6,6-এর জন্য)- ইউরেথেন সংযোগের পরিবর্তে অ্যামাইড লিঙ্কেজ (–CO–NH–) সহ একটি উপাদান তৈরি করে। পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ:

• জৈব-ভিত্তিক পলিমাইড উত্স থেকে উৎপাদিত পলিমাইড (যেমন নাইলন 6,10 এর জন্য ক্যাস্টর অয়েল থেকে প্রাপ্ত সেবেসিক অ্যাসিড) সবুজ পলিউরেথেন সিস্টেমে ব্যবহৃত জৈব-পলিওলের সাথে তুলনীয় টেকসইতার প্রমাণপত্র দেয়।
• এডিপিক অ্যাসিড একই সাথে একটি মূল পলিমাইড উত্স উপাদান (নাইলন 6,6 উৎপাদনে ব্যবহৃত) এবং ইউরেথেন সিস্টেমের জন্য পলিয়েস্টার পলিওলগুলির একটি প্রধান উপাদান - যার অর্থ এই দুটি পলিমার শিল্প একই আপস্ট্রিম রাসায়নিক সরবরাহ চেইন ভাগ করে।
• ফাইবার প্রয়োগে, পলিমাইড (নাইলন) এবং পলিউরেথেন (স্প্যানডেক্স/লাইক্রা) প্রায়শই মিশ্রিত হয় — পলিউরেথেন প্রসারিত এবং পুনরুদ্ধার প্রদান করে যখন পলিমাইড উত্স উপাদান ঘর্ষণ প্রতিরোধ এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতায় অবদান রাখে।
• কিছু প্রতিক্রিয়াশীল সিস্টেম অ্যামাইন-টার্মিনেটেড পলিমাইড অলিগোমার ব্যবহার করে - কার্যকরভাবে একটি কম-আণবিক-ওজন পলিমাইড উত্স - ইউরেথেন ফর্মুলেশনে চেইন এক্সটেন্ডার বা ক্রসলিংকার হিসাবে, হার্ড সেগমেন্ট চরিত্রের প্রবর্তন করে এবং তাপ প্রতিরোধের উন্নতি করে।

পলিমাইড সোর্স সাপ্লাই চেইন এবং ইউরেথেন কাঁচামাল সাপ্লাই চেইনের মধ্যে এই ওভারল্যাপের অর্থ হল এডিপিক অ্যাসিড বা ক্যাপ্রোল্যাক্টামের দামের ওঠানামা একই সাথে উভয় শিল্পকে প্রভাবিত করে। 2021-2022 সালে, বিশ্বব্যাপী সরবরাহ শৃঙ্খলে বিঘ্নিত হওয়ার কারণে অ্যাডিপিক অ্যাসিডের দাম 40%-এর বেশি বেড়েছে, যা ইউরেথেন প্রয়োগের জন্য নাইলন নির্মাতা এবং পলিয়েস্টার পলিওল উৎপাদনকারী উভয়কেই প্রভাবিত করেছে।

অনুঘটক: ইউরেথেন উৎপাদনের পিছনে রাসায়নিক ত্বরণকারী

অনুঘটক ছাড়া, একটি পলিওল এবং একটি আইসোসায়ানেটের মধ্যে প্রতিক্রিয়া শিল্প প্রক্রিয়াকরণের জন্য খুব ধীরে ধীরে এগিয়ে যায়। দুটি প্রধান অনুঘটক শ্রেণী ব্যবহার করা হয়:

টারশিয়ারি অ্যামাইন অনুঘটক

টারশিয়ারি অ্যামাইন যেমন DABCO (1,4-diazabicyclo[2.2.2]অকটেন) এবং DMEA (ডাইমেথাইলেথানোলামাইন) ফোম সিস্টেমে ইউরেথেন-গঠন প্রতিক্রিয়া এবং ফুঁক প্রতিক্রিয়া (আইসোসায়ানেট জল → CO₂) প্রচার করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অ্যামাইন অনুঘটক সাধারণত ব্যবহার করা হয় 0.1-2.0 অংশ প্রতি শত পলিওল (pphp) . পলিমার ব্যাকবোনে রাসায়নিকভাবে অন্তর্ভুক্ত প্রতিক্রিয়াশীল অ্যামাইন অনুঘটকগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে পছন্দ করা হয় কারণ তারা সমাপ্ত ফোম পণ্যগুলি থেকে উদ্বায়ী জৈব যৌগ (VOC) নির্গমন কমায় - স্বয়ংচালিত অভ্যন্তরীণগুলিতে একটি নিয়ন্ত্রক অগ্রাধিকার৷

অর্গানোমেটালিক অনুঘটক

অর্গানোটিন যৌগগুলি, বিশেষত ডিবিউটাইলটিন ডাইলাউরেট (DBTDL) এবং স্ট্যানাস অক্টোয়েট (SnOct), হল শক্তিশালী জেলিং অনুঘটক যা বিশেষভাবে ইউরেথেন লিঙ্কেজ গঠনকে উন্নীত করে। DBTDL যত কম ঘনত্বে কার্যকর 0.01–0.05 পিপিএইচপি . যাইহোক, টিন-ভিত্তিক অনুঘটকগুলি বিষাক্ত উদ্বেগের কারণে ইউরোপীয় ইউনিয়নে রিচ বিধিনিষেধের অধীনে নিয়ন্ত্রক চাপের সম্মুখীন হচ্ছে। এটি বিসমাথ-ভিত্তিক এবং দস্তা-ভিত্তিক বিকল্পগুলি গ্রহণের জন্য চালনা করছে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে কম বিষাক্ত প্রোফাইলগুলির সাথে তুলনামূলক কার্যকলাপের প্রস্তাব দেয়।

অর্গানোমেটালিক ক্যাটালিস্টের সাথে অ্যামাইনের অনুপাতের ভারসাম্য বজায় রাখা যা ফর্মুলেটরদের ক্রিম টাইম (প্রাথমিক সান্দ্রতা বৃদ্ধি), জেল টাইম (যখন সিস্টেমটি প্রবাহ হারায়) এবং যে কোনও ইউরেথেন সিস্টেমের ট্যাক-ফ্রি টাইম (সারফেস কিউর) এর উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ দেয়। এমনকি 0.05 পিপিএইচপি দ্বারা একটি একক অনুঘটক পরিবর্তন করা একটি প্রতিক্রিয়াশীল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়ায় জেলের সময়কে 15-30 সেকেন্ডে পরিবর্তন করতে পারে।

সংযোজন যা চূড়ান্ত ইউরেথেন গঠন পরিবর্তন করে

দুটি প্রাথমিক বিক্রিয়াকারী এবং অনুঘটকের বাইরে, একটি সাধারণ ইউরেথেন ফর্মুলেশনে বেশ কয়েকটি অতিরিক্ত উপাদান থাকে, প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট উদ্দেশ্য পরিবেশন করে:

• ব্লোয়িং এজেন্ট: ফিজিক্যাল ব্লোয়িং এজেন্ট (এইচএফসি, এইচএফও, পেন্টেন) বা রাসায়নিক ব্লোয়িং এজেন্ট (আইসোসায়ানেটের সাথে পানি বিক্রিয়া করে) ফোম সিস্টেমে সেলুলার গঠন তৈরি করে। জল সবচেয়ে সাধারণ রাসায়নিক ফুঁক এজেন্ট; প্রতি গ্রাম জল তাত্ত্বিকভাবে আদর্শ অবস্থায় প্রায় 95 মিলি CO₂ উৎপন্ন করে।
• সারফ্যাক্ট্যান্টস: সিলিকন-ভিত্তিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি ফেনা বৃদ্ধির সময় কোষের আকার এবং কোষের জানালার স্থায়িত্ব নিয়ন্ত্রণ করে। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ছাড়া, পলিমার জেলের আগে ফোম কোষগুলি ভেঙে যায়। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ঘনত্ব সাধারণত 1-2 পিপিএইচপি।
• চেইন প্রসারক: শর্ট-চেইন ডায়াল (যেমন 1,4-বুটানেডিওল) বা ডায়ামাইনস (যেমন MOCA) আইসোসায়ানেটের সাথে বিক্রিয়া করে থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন (TPU) সিস্টেমে শক্ত অংশ তৈরি করে, কঠোরতা এবং মডুলাস বাড়ায়।
• ক্রসলিঙ্কার: Triols বা triamines নেটওয়ার্কের ক্রসলিংক ঘনত্ব বাড়ায়, গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা এবং রাসায়নিক প্রতিরোধ বাড়ায়।
• শিখা প্রতিরোধক: প্রতিক্রিয়াশীল ফসফরাসযুক্ত পলিওল বা অ্যাডিটিভ হ্যালোজেনেটেড যৌগগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করা হয় যখন আগুনের মানগুলি অবশ্যই পূরণ করতে হবে — উদাহরণস্বরূপ, বিল্ডিং নিরোধক অবশ্যই EN 13501 বা ASTM E84 প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে।
• ফিলার এবং শক্তিবৃদ্ধি: ক্যালসিয়াম কার্বনেট, গ্লাস ফাইবার এবং কার্বন ব্ল্যাককে ইউরেথেন সিস্টেমে একত্রিত করা যেতে পারে কঠোরতা উন্নত করতে, খরচ কমাতে বা বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রদান করতে।

ইউরেথেন পণ্য তৈরির জন্য শিল্প প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি

ইউরেথেন গঠনের রসায়ন উত্পাদন গল্পের শুধুমাত্র একটি অংশ। প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি জ্যামিতি, ঘনত্ব, ত্বকের গুণমান এবং চূড়ান্ত পণ্যের মাত্রিক নির্ভুলতা নির্ধারণ করে। বিভিন্ন পদ্ধতি বিভিন্ন পণ্য বিভাগের জন্য উপযুক্ত:

স্ল্যাবস্টক ফোম উত্পাদন

স্ল্যাবস্টক নমনীয় পলিউরেথেন ফোমের জন্য প্রভাবশালী প্রক্রিয়া। তরল উপাদান একটি চলমান পরিবাহক বেল্ট উপর উচ্চ চাপ বিতরণ সরঞ্জাম দ্বারা পরিমাপ করা হয়. ফেনা উচ্চতায় অবাধে বেড়ে যায় 1.0-1.4 মিটার প্রায় 30-50 মিটারের ভ্রমণ দূরত্বে, তারপরে ব্লকে কাটা হয়। এই ব্লকগুলি তারপর কুশন, গদি, কার্পেট আন্ডারলে এবং প্যাকেজিংয়ে তৈরি করা হয়। একটি একক স্ল্যাবস্টক লাইন প্রতি ঘন্টায় 1,500-3,000 কেজি ফোম তৈরি করতে পারে।

প্রতিক্রিয়া ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ (RIM)

RIM-এ, দুটি তরল প্রবাহ — আইসোসায়ানেট এবং পলিওল মিশ্রণ — একটি ছোট মিশ্রণের মাথায় উচ্চ চাপে (সাধারণত 150-200 বার) ইম্পিংমেন্ট-মিশ্রিত হয় এবং একটি বন্ধ ছাঁচে ইনজেকশন দেওয়া হয়। প্রতিক্রিয়াটি ছাঁচের ভিতরে সম্পূর্ণ হয়, একটি ঘন, মাত্রাগতভাবে সুনির্দিষ্ট অংশ তৈরি করে। RIM স্বয়ংচালিত বাম্পার ফ্যাসিয়াস, ইন্সট্রুমেন্ট প্যানেল এবং স্ট্রাকচারাল বডি প্যানেলের জন্য ব্যবহৃত হয়। রিইনফোর্সড RIM (RRIM) দৃঢ়তা বাড়ানোর জন্য পলিওল স্রোতে কাটা কাঁচের ফাইবার বা খনিজ ফিলার যোগ করে।

স্প্রে ইউরেথেন অ্যাপ্লিকেশন

স্প্রে পলিউরেথেন ফোম (এসপিএফ) একটি দুই-কম্পোনেন্ট স্প্রে বন্দুক ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয় যা অগ্রভাগের অগ্রভাগে এ-সাইড (আইসোসায়ানেট) এবং বি-সাইড (পলিওল মিশ্রণ) মিশ্রিত করে। মিশ্রণটি সাবস্ট্রেটের সাথে লেগে থাকে এবং জায়গায় প্রসারিত হয়। SPF হল উত্তর আমেরিকার বাণিজ্যিক ছাদ এবং আবাসিক প্রাচীর গহ্বর নিরোধক প্রাথমিক নিরোধক পদ্ধতি। ক্লোজড-সেল SPF প্রায় R-মান অর্জন করে R-6 থেকে R-7 প্রতি ইঞ্চি — ওপেন-সেল এসপিএফ-এর তাপীয় প্রতিরোধের প্রায় দ্বিগুণ।

কাস্টিং এবং পোটিং

তরল ইউরেথেন সিস্টেমগুলিকে খোলা ছাঁচে ঢেলে দেওয়া যেতে পারে বা অস্তরক নিরোধক এবং কম্পন সুরক্ষা প্রদানের জন্য ইলেকট্রনিক সমাবেশগুলির চারপাশে ঢেলে দেওয়া যেতে পারে। কাস্ট ইউরেথেন ইলাস্টোমারগুলি শিল্প চাকা, রোলার, সিল এবং স্ক্রিন প্রিন্টিং স্কুইজিগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। তীরে একটি কঠোরতা 20 (খুব নরম) থেকে 90 (প্রায় অনমনীয়) যে কোনও জায়গায় তৈরি করা যেতে পারে, যা ডিজাইনারদের রাবার বা থার্মোপ্লাস্টিক বিকল্পগুলির তুলনায় প্রচুর অক্ষাংশ দেয়।

থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন (TPU) এক্সট্রুশন এবং ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ

TPU একটি প্রতিক্রিয়াশীল এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পেলেট হিসাবে সংশ্লেষিত হয়, তারপরে প্রচলিত থার্মোপ্লাস্টিক সরঞ্জামগুলিতে প্রক্রিয়া করা হয়। টিপিইউতে পর্যায়ক্রমে শক্ত অংশগুলি (আইসোসায়ানেট এবং চেইন এক্সটেন্ডার থেকে) এবং নরম অংশগুলি (পলিওল থেকে) থাকে। এই সেগমেন্টেড ব্লক কপোলিমার আর্কিটেকচার টিপিইউ-কে তার স্থিতিস্থাপকতা এবং শক্ততার সংমিশ্রণ দেয়। TPU ফোন কেস, পায়ের পাতার মোজাবিশেষ এবং টিউবিং, খেলাধুলার জন্য ফিল্ম ল্যামিনেট এবং মেডিকেল ডিভাইস উপাদান পাওয়া যায়. থার্মোসেট ইউরেথেন সিস্টেমের তুলনায় এর পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা।

ইউরেথেন উৎপাদনের জৈব-ভিত্তিক এবং টেকসই রুট

প্রচলিত ইউরেথেন রসায়ন সম্পূর্ণরূপে পেট্রোকেমিক্যাল ফিডস্টকের উপর নির্ভর করে। ব্র্যান্ড মালিক এবং নিয়ন্ত্রকদের কাছ থেকে স্থায়িত্বের চাপ বৃদ্ধির সাথে, শিল্পটি বেশ কয়েকটি বিকল্প পদ্ধতির বিকাশ করেছে:

• জৈব-ভিত্তিক পলিওল: সয়া, ক্যাস্টর অয়েল, পাম অয়েল বা ক্যানোলা তেল থেকে প্রাপ্ত পলিওল বাণিজ্যিকভাবে পাওয়া যায় এবং পেট্রোলিয়াম-ভিত্তিক পলিথার বা পলিয়েস্টার পলিওলের একটি অংশ প্রতিস্থাপন করতে পারে। ক্যাস্টর অয়েল অনন্য যে এটি প্রাকৃতিকভাবে একটি পলিওল (এতে ricinoleic অ্যাসিড থেকে হাইড্রক্সিল গ্রুপ রয়েছে) এবং সরাসরি বা রাসায়নিকভাবে পরিবর্তিত ব্যবহার করা যেতে পারে। এর জৈব-ভিত্তিক বিষয়বস্তু 10-40% যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা আপস ছাড়া বাণিজ্যিক নমনীয় ফেনা ফর্মুলেশন অর্জনযোগ্য.
• CO₂-ভিত্তিক পলিওল: Covestro এর Cardyon প্রযুক্তি প্রোপিলিন অক্সাইডের পাশাপাশি পলিথার পলিওল সংশ্লেষণে সহ-মনোমার হিসাবে শিল্প প্রক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত CO₂ ব্যবহার করে। পলিওলের ওজনের 20% পর্যন্ত CO₂ থেকে পাওয়া যেতে পারে, যা জীবাশ্ম-ভিত্তিক প্রোপিলিন অক্সাইডের উপর নির্ভরতা হ্রাস করে।
• নন-আইসোসায়ানেট পলিউরেথেনস (এনআইপিইউ): সাইক্লোকার্বনেট-অ্যামাইন রসায়নের গবেষণা আইসোসায়ানেট বা ফসজিন ব্যবহার না করেই ইউরেথেনের মতো সংযোগের একটি পথ সরবরাহ করে। NIPUs উত্পাদন প্রক্রিয়া থেকে সবচেয়ে বিপজ্জনক কাঁচামাল দূর করে এবং সক্রিয়ভাবে আবরণ এবং আঠালো প্রয়োগের জন্য অনুসরণ করা হয়।
• পুনর্ব্যবহৃত পলিওল: গ্লাইকোলাইসিস, হাইড্রোলাইসিস বা অ্যাসিডোলাইসিসের মাধ্যমে পলিউরেথেন বর্জ্যের রাসায়নিক পুনর্ব্যবহার করা পলিওল ভগ্নাংশ পুনরুদ্ধার করে যা নতুন ফর্মুলেশনে পুনরায় প্রবর্তন করা যেতে পারে। বেশ কয়েকটি প্রধান গদি এবং স্বয়ংচালিত ফোম পুনর্ব্যবহারকারীরা এখন বাণিজ্যিক গ্লাইকোলাইসিস ইউনিট পরিচালনা করে।

এটি লক্ষণীয় যে জৈব-ভিত্তিক পলিমাইড উত্স উপকরণ — যেমন নাইলন 6,10-এ ব্যবহৃত ক্যাস্টর অয়েল থেকে সেবেসিক অ্যাসিড — এই প্রবণতা সমান্তরাল। একই কৃষি সরবরাহ শৃঙ্খল যা জৈব-ভিত্তিক ইউরেথেন পলিওলগুলিকে সক্ষম করে টেকসই নাইলন গ্রেডের জন্য পলিমাইড উত্স হিসাবেও কাজ করে। এই অভিন্নতা পরামর্শ দেয় যে জৈব-ভিত্তিক রসায়ন পলিউরেথেন এবং পলিমাইড উপাদান পরিবারের মধ্যে, বিশেষত ফাইবার এবং ফিল্ম অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে সীমানাকে ক্রমবর্ধমানভাবে অস্পষ্ট করবে।

ইউরেথেন বনাম পলিমাইড: মূল বৈশিষ্ট্য জুড়ে কর্মক্ষমতা তুলনা

যেহেতু পলিমাইডের উত্স এবং ইউরেথেন পূর্বসূরি প্রায়শই একই রাসায়নিক সরবরাহ শৃঙ্খল থেকে উদ্ভূত হয়, এই দুটি উপাদান অনেক প্রকৌশল এবং টেক্সটাইল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সরাসরি প্রতিযোগী। নিম্নোক্ত তুলনাটি স্পষ্ট করে যে প্রতিটি কোথায় এক্সেল:

ডেটা দেখায় যে ইউরেথেন স্থিতিস্থাপকতা এবং নিম্ন-তাপমাত্রার নমনীয়তার উপর স্পষ্টভাবে জয়লাভ করে, যখন পলিমাইড (পলিমাইড উত্সের উপর নির্ভর করে) উচ্চ-তাপমাত্রার কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উৎকৃষ্ট। টেক্সটাইল অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য, এই কারণেই অ্যাক্টিভওয়্যার কাপড়গুলি প্রায়শই স্প্যানডেক্স (সেগমেন্টেড পলিউরেথেন) নাইলন (পলিয়ামাইড) এর সাথে 15-20% ইউরেথেন থেকে 80-85% পলিমাইড ওজনের অনুপাতে একত্রিত করে।

ইউরেথেন উৎপাদনে মান নিয়ন্ত্রণ এবং পরীক্ষা

সামঞ্জস্যপূর্ণ ইউরেথেন উৎপাদনের জন্য প্রতিটি পর্যায়ে কঠোর মান ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন। মূল আগত উপাদান পরীক্ষা অন্তর্ভুক্ত:

• হাইড্রক্সিল নম্বর (OH নম্বর): মিলিগ্রাম KOH/g এ পরিমাপ করা হয়, এটি নির্ধারণ করে যে পলিওলে কতগুলি প্রতিক্রিয়াশীল সাইট পাওয়া যায়। ±2 mg KOH/g এর বিচ্যুতি পরিমাপযোগ্যভাবে ফেনার কঠোরতা এবং নিরাময়ের সময় পরিবর্তন করতে পারে।
• NCO বিষয়বস্তু: আইসোসায়ানেট উপাদানের ওজন অনুসারে আইসোসায়ানেট গ্রুপের শতাংশ। MDI-এর জন্য, এটি সাধারণত 30-33% NCO। আইসোসায়ানেট ড্রামে আর্দ্রতা দূষণ প্রকৃত এনসিও সামগ্রী হ্রাস করবে এবং ফোমিং বা সান্দ্রতা তৈরি করবে।
• সান্দ্রতা: সঠিক পরিমাপ এবং মিশ্রণের জন্য উভয় উপাদানকেই স্পেসিফিকেশন সান্দ্রতা সীমার মধ্যে থাকতে হবে। প্রক্রিয়াকরণের আগে সান্দ্রতা কমাতে পলিওলগুলিকে প্রায়শই 25-35 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উষ্ণ করা হয়।
• জলের পরিমাণ (কার্ল ফিশার টাইট্রেশন): এমনকি পলিওল বা আইসোসায়ানেটের আর্দ্রতা ফুঁকানো প্রতিক্রিয়াকে পরিবর্তন করে এবং ত্রুটি সৃষ্টি করে। অনমনীয় ফোম সিস্টেমে গ্রহণযোগ্য জলের পরিমাণ সীমা প্রায়শই 0.05% এর নিচে থাকে।

সমাপ্ত পণ্য পরীক্ষা আবেদন উপর নির্ভর করে. ফোমের ঘনত্ব (ASTM D3574), কম্প্রেশন সেট, প্রসার্য শক্তি এবং জ্বলনযোগ্যতা (অটোমোটিভের জন্য FMVSS 302, বৈদ্যুতিক জন্য UL 94) মানক। TPU এবং ইলাস্টোমারদের জন্য, তীরের কঠোরতা, টিয়ার শক্তি এবং ফ্লেক্স ক্লান্তি প্রতিরোধের (রস ফ্লেক্স পরীক্ষা) সাধারণত নির্দিষ্ট করা হয়।

ইউরেথেন উৎপাদনে নিরাপত্তা বিবেচনা

ইউরেথেন উৎপাদনে বিপজ্জনক রাসায়নিক জড়িত থাকে যার জন্য কঠোর হ্যান্ডলিং প্রোটোকল প্রয়োজন। আইসোসায়ানেটগুলি প্রাথমিক উদ্বেগ। TDI-এর একটি টাইম-ওয়েটেড এভারেজ (TWA) পেশাগত এক্সপোজার সীমা রয়েছে 0.005 পিপিএম (5 পিপিবি) মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে (OSHA PEL)। আইসোসায়ানেটগুলি সংবেদনশীল - বারবার নিম্ন-স্তরের এক্সপোজারের ফলে পেশাগত হাঁপানি হতে পারে যা এক্সপোজার শেষ হওয়ার পরেও অব্যাহত থাকতে পারে। উন্মুক্ত প্রক্রিয়ায় আইসোসায়ানেট পরিচালনার যে কোনো সুবিধার ক্ষেত্রে শ্বাসযন্ত্রের সুরক্ষা, আবদ্ধ প্রক্রিয়াকরণ ব্যবস্থা এবং অবিচ্ছিন্ন বায়ু পর্যবেক্ষণ বাধ্যতামূলক।

অনুঘটক এছাড়াও বিপত্তি উপস্থাপন. Dibutyltin dilaurate ইইউতে একটি প্রজনন টক্সিন হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। অ্যামাইন অনুঘটকগুলি উচ্চতর ঘনত্বে ত্বক এবং শ্লেষ্মা ঝিল্লিতে বিরক্তিকর হতে পারে। ব্লোয়িং এজেন্ট যেমন পেন্টেন অত্যন্ত দাহ্য এবং প্রসেসিং জোনে বিস্ফোরণ-প্রমাণ বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম প্রয়োজন।

ইউরেথেন সিস্টেমে সংশোধক হিসাবে ব্যবহৃত পলিমাইড উৎস উপকরণ — যেমন অ্যামাইন-টার্মিনেটেড পলিমাইড অলিগোমার — তাদের নিজস্ব হ্যান্ডলিং প্রয়োজনীয়তা বহন করে, সাধারণত শক্ত হ্যান্ডলিং এবং গলিত প্রক্রিয়াকরণের সময় অ্যামাইন বাষ্প এক্সপোজারের সময় ধুলো নিয়ন্ত্রণের উপর কেন্দ্রীভূত হয়। যেকোন পলিমাইড সোর্স অ্যাডিটিভ সহ প্রতিটি উপাদানের সম্পূর্ণ বিপজ্জনক প্রোফাইল বোঝা যেকোন প্রযোজকের জন্য একটি নিয়ন্ত্রক এবং নৈতিক প্রয়োজনীয়তা।