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侧链液晶聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-20 23:53:52
 本文介绍侧链液晶聚氨酯扩链剂

合成了用以制备侧链液晶聚氨酯扩链剂二醇-4(4-甲氧基苯酰氧基)苯甲酸-双(β-羟乙基)氨基乙酯(IV),侧链液晶聚氨酯扩链剂实验中,以HNMR。FTIR、元素分析等测试手段对此二醇进行了表征,测试结果与设定结构相一致。

二醇是分子中含有两个羟基的醇。两个羟基须分别位于相邻或相隔一个或者多个碳的碳原子上,如果两个羟基位于同一个碳原子上,则迅速失水,形成羰基。在自然界存在极少,只在糖及其类似物的各种发酵物中得到少量低级脂肪二醇。如乙二醇,1,3-丙二醇、2,3-丁二醇等,但未发现环二醇和芳香二醇。

链状脂肪二醇从含6个碳原子开始皆为固体,不足6个碳原子的二醇为粘稠液体。环二醇,如环戊或环己二醇也都是固体。苯基取代的脂肪二醇中,其中一个羟基位于α碳上则容易形成固体;两个羟基都距芳基较远时,则往往难成为固体。最简单的二醇,如乙二醇、丙二醇可在常压下蒸馏,其他的低级二醇须减压蒸馏,否则容易失水。

通常每增加一个碳原子,沸点约升高10~15℃,但α,β,γ二醇沸点相差25~30℃。一般两个羟基相距越远,沸点越高(氢键的影响),例如α,w二醇的沸点比其相应的同分异构体高15~20℃。但羟基位于三级碳上的二醇比相应的其他二醇的沸点低。

扩链剂对水性聚氨酯乳胶膜力学性能的影响。以乙二醇(EG)为扩链剂时乳胶膜的拉伸强度较高。但是以1,4-丁二醇(BD)、EG为扩链剂,当EG含量为50%时,乳胶膜就已经被溶散成碎片至完全溶解,而BD含量为70%时才开始溶解。综合考虑,以DEG为扩链剂较好,但是以DEG为扩链剂时存在吸水率较大的缺点。

用含有—O—较多的扩链剂制得的乳胶膜拉伸强度较低,延伸率较高;用含有刚性链段的扩链剂制得的乳胶膜的拉伸强度较高,延伸率较低。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

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降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。

由于1#试样中柔性链段—O-较多,在拉伸过程中PU分子链容易运动,而2#试样中刚性链段苯环较多,在拉伸过程中限制了PU分子链的运动,从而使得1#试样的延伸率较高,2#试样的拉伸强度较高。

与文献中的结果相比,由于本试验制备预聚体时引入了多元异氰酸酯,所以在都以DEG为扩链剂的情况下,本试验中的拉伸强度比文献中的要大。也就是说用向预聚体中引入多异氰酸酯的方法除了可以如文献所说,改善乳胶膜的耐水性外,还可以提高乳胶膜的拉伸强度。

1#配方乳胶膜的吸水率明显要比2#配方的小,且1#配方的吸水率在48h后已变化不大,趋于饱和,而2#乳胶膜的吸水率在48h后还继续增大,甚至在168h后还有增大的趋势。1#配方有明显的优势,即吸水率与拉伸强度之比明显增大。也就是说用向预聚体中引入多异氰酸酯和以BPA和DEG为混合扩链剂的方法制备强度高、耐水性好的水性聚氨酯的方法是可行的。

BPA为扩链剂能改善水性聚氨酯耐水性的机理分析如下:(1)1#试样乳胶膜的吸水率比2#试样的小,可能是由于2#试样用DEG作为扩链剂时,所含—O-较多的原因所致。所含—O-较多时,一方面由于—O-与水分子有氢键作用,可以与水结合,另一方面由于—O-较为柔顺,增大了分子链与水的接触机会,从而使其吸水率较大。1#试样由于用含有刚性憎水基团苯环的BPA取代了部分DEG,且BPA分子结构对称,有利于乳液在成膜过程中结晶,从而使得其吸水率较小。

对于两个试样而言,最初影响其乳胶膜吸水率的关键因素是可以直接与水接触的强亲水基团和可以形成氢键的弱亲水基团。在强亲水基团含量相同的情况下,由于2#试样含有的—O-较多,所以其吸水率也较大。

1#试样中用BPA取代部分DEG,也就是在WBPU分子中引入了结构对称的刚性链段,容易结晶,限制了PU分子链的运动2#试样则不同,柔性链段较多,分子链容易运动。
 
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