Состав реактивной смеси создается таким образом, чтобы избыток изоцианатной функциональности оставался в матрице, которая образуется после того, как прореагируют все полиольные спиртовые группы. Нередко бывает, что имеется пятикратный избыток иэоцианата по отношению к полиолу, причем изоцианат служит частично растворителем для того, чтобы предотвратить гелеобразование полиола. Некоторые считают, что преполимер образуется только тогда, когда избыток менее двукратного, а в тех случаях, когда избыток больше двукратного, они называют получаемую матрицу полу- или квази-преполимером2. 
Рисунок 1: Состав полиуретановых преполимеров После того как будет полностью сформирована преполимерная матрица, не прореагировавший изоцианат можно удалять вакуумной дистилляцией для того, чтобы исключить какие-либо проблемы с токсичностью. Так же, как и на токсичность, это оказывает воздействие и на вязкость преполимера, которая зависит от химической природы, а также количества свободного изоцианата. Изоцианаты с более низкой молекулярной массой, действующие как растворители, снижают общую вязкость смеси преполимера. Для того чтобы обеспечить стабильность изоцианата и предотвратить дальнейшую полимеризацию преполимера, реактивы добавляются без нагревания и при инертной атмосфере. Смесь, подвергаемую реакции, нужно держать совершенно без воды при температурах менее 100ºC, чтобы избежать образования мочевины и сшивания аллофоната (см. рисунок 5). Для того чтобы предотвратить такое сшивание в случаях, когда преполимер подвергается хранению перед использованием, добавляют такие стабилизаторы, как бензоилхлорид, ацетилхлорид, или п-толуол сульфоновая кислота. Выбор полиуретанового преполимера Реактивность преполимера зависит, по большей части, почти исключительно от природы изоцианата: те изоцианаты, которые менее стерически затрудненные, как MDI, являются самыми реактивными. TDI и изофорондиизоцианат, являются асимметричными молекулами, и самая реактивная изоцианатная группа используется для формирования преполимера, придавая конечной матрице более низкую общую реактивность. Это сводит к минимуму реактивность преполимера с не прореагировавшим полиолом, и замедляет скорость инициации дальнейшей полимеризации, что приводит к созданию макромолекул с более высокой молекулярной массой. Это также приводит к образованию более узкого распределения молекулярных масс и более низкой вязкости. Вязкость полиуретановых преполимеров увеличивается обычно за счет аллофанатного сшивания, которое может начинаться при температурах, превышающих 60ºC. Остатки щелочи, которые иногда присутствуют в полиэфирных полиолах, могут, например, быть катализатором этой реакции, что позволит реализовать реакцию при таких относительно низких температурах. Значения вязкости тетраметиоксилиден диизоциантаных преполимеров также очень низкие за счет стерического затруднения в третичном углеродном атоме изоцианатной группы, что замедляет реакцию инициации и препятствует образованию аллофаната, даже при обработке при температуре 125°C. 
Рисунок 3: Полиолы, использованные а составе преполимера
|
