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不同扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-17 11:05:16
本文分析不同扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响

分别用M-CDEA和MOCA两种扩链剂用于PCL-TDI预聚体和PTMG-TDI预聚体的合成。不同扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响实验表明,以M-CDEA作为扩链剂,合成聚氨酯弹性体时,其凝胶时间明显比MOCA作为扩链剂的要快,可见M-CDEA的活性要比MOCA高。

因为M-CDEA苯环上吸电子基团-Cl与氨基的距离较MOCA远,提高了氨基的反应活性,因而M-CDEA的活性要比MOCA的高。

M-CDEA熔点88~90℃, 白色固体,融化后呈透明液体,随着温度的降低,M-CDEA的粘度增大,当温度在70℃左右时其粘度明显增加,并且容器挂壁较多,如果继续降低温度,在40℃左右时其流动性降至最低值,但M-CDEA的外观还是透明液体,反复加热其颜色的变化影响不大。

由于M-CDEA的反应活性较大,因此应尽量降低M-CDEA的混合温度和预聚体的温度,以延长制品的流动性,提高工艺操作性能,通过实验选用M-CDEA的温度为75℃,预聚体温度为80℃左右是适合的。

普通MOCA,浅黄色固体,熔点大于98℃,在高温或长时间加热时会氧化,使颜色变深,当温度降低时会结晶析出,直至变成黄色固体。如果温度过低,和预聚体组分混合后会有MOCA析出,在制品内部出现雪花状MOCA晶体,影响制品质量和外观。

PCL+ M-CDEA表示软段为PCL结构的预聚体和扩链剂为M-CDEA制备的PUE,以下如此类推。

不同扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响实验。分别用不同扩链剂M-CDEA和MOCA与软段结构为PCL类型预聚体和PTMG型预聚体反应,合成出一系列聚氨酯弹性体。从表-2中还可以看出,以M-CDEA作为扩链剂的聚氨酯弹性体其撕裂强度、硬度和回弹比MOCA的要高,并且其耐磨性能要比MOCA的好。

这可能是由于M-CDEA改善了聚氨酯弹性体的微相分离结构,促进了软段和硬段结构的两相分离,软段及硬段能够通过分散聚集形成独立的微区,从而使软段相的链段运动活性增强,所以其回弹和撕裂强度有所提高,因而提高了聚氨酯弹性体的力学性能。

样品的重量是3-10mg。试验运行实在30ml/min的流动速度的氮气氛以20℃/min的加热速度从30到600摄氏度下进行的。一个MTS XP 系统的纳米硬度测试仪被用来测量聚氨酯分散体系薄膜的机械性能。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)产品用途

4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。

软泡:大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。

硬泡:聚氨酯硬泡  – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。

涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体:涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。

胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。

软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。


在这个试验中,一个金刚石凹形压头在连续条件下,被压入待研究材料内。压痕深度与压头和待测材料之间的接触面积有关。多个压痕是在薄膜表面的不同位置以固定的载荷形成的。

载荷-位移曲线被记录出来,并由此可以计算出有效硬度和模量。

X-射线衍射(XRD)实验直接通过一个日本理学的D/max RINT 2000X射线衍射仪在30KV和20mA和一个铜的K辐射源以4℃/min的速度在5-60°的范围在薄膜样品上进行。PUD样品以薄膜形式测量。薄膜厚度在0.3到1.0mm之间。

薄膜的耐水性和耐二甲苯溶剂性通过以下方法测试。先把干胶块(5×5mm)预称重,然后再去离子水中浸泡50h来研究其耐水性,再在二甲苯中浸泡25小时来研究其耐二甲苯性,这些都是在25℃的条件下完成的。在浸泡后,将样品涂抹在实验组织上并称重。溶胀率(吸水)是通过在溶胀样品中水的质量分数来表征的:
溶胀率=(Ws-Wd)/Wd×100%

在这里Wd是干燥样品的重量,Ws是溶胀样品的重量。

水接触角是通过一台Phoenix图像PRO 300的接触角和表面张力分析仪测定的。数据是在一滴双蒸水滴到薄膜表面后收集到的。至少三次重复测量,并计算接触角的平均值。分散体系的冻融稳定性是通过如下方法计算的:将5ml分散体系的溶液加到一个密封称量瓶中。称量瓶首先要放到70℃的对流烘箱里5小时,然后要直接转移到0℃的制冷箱5小时,这就包括了一个典型的测试周期。

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