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磁性聚氨酯的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-31 22:50:04
本文介绍磁性聚氨酯的扩链剂

磁性聚氨酯树脂是一种磁性高分子材料,是精细高分子领域研究的热点。本文采用分子设计法以还原铁粉和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备了新型的磁性聚氨酯的扩链剂(CKJ),分别研究了反应溶剂、温度、原料配比、反应时间对(CKJ)的剩磁和矫顽力的影响,最后确定了磁性聚氨酯的扩链剂合成的最佳工艺条件,并采用红外光谱仪、单光束紫外-可见分光光度计、差热-热重分析仪、磁滞回线测定仪、磁滞回线装置对磁性扩链剂结构进行了表征。

研究得到磁性聚氨酯的扩链剂(CKJ)最佳工艺为:反应溶剂为乙二醇;反应温度为120℃,Fe与DMPA的配比为1:2,反应时间为4h。 

另外,还采用本体法以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA),4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),1,4-丁二醇(BDO)和自制的磁性扩链剂(CKJ)制备了磁性聚氨酯树脂。

并研究了磁性扩链剂(CKJ)、扩链剂BDO和PEA含量的变化对磁性聚氨酯材料的剩磁、矫顽力、力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、硬度)和流变性能的影响。实验结果显示:磁性聚氨酯磁滞回线,是一条光滑的闭合曲线。

但是简单的共混已经不能满足日益增长的应用需求,为了提高材料的性能,通过扩链增加其分子量为行之有效的方法。国内外学者在研究TPPi酯交换抑制机理时发现TPPi能提高体系分子量,随后TPPi被报道用作聚乳酸、PET类聚合物的扩链剂以增加产物黏度并取得一定的效果,而关于TPPi用作PBT/PET体系扩链剂并对其性能影响的报道少见。本文采用TPPi做为扩链剂以提高体系的分子量,改善体系性能,同时抑制PBT与PET的酯交换反应制备PBT/PET合金,研究不同TPPi用量对PBT/PET体系性能的影响。

TPPi对PBT/PET的扩链作用。在密炼机中制备不同TPPi用量的PBT/PET样品,并改变PBT/PET配比进行对比研究。从Fig.1中可以看出,随TPPi用量的增加,PBT/PET合金熔体流动速率呈下降的趋势,并且在下降的过程中均出现两次平缓区。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,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。

扩链反应。将一定质量的预聚体加入三口烧瓶中,然后加入预聚体质量50%左右的丙酮,搅拌使其完全溶解。


随TPPi用量的增加,拉伸强度虽然在TPPi为0.2%时稍有下降但是整体呈上升趋势,并且当TPPi用量为0.8%时拉伸强度由51MPa上升至60MPa,断裂伸长率随TPPi用量增加而上升,TPPi对体系弯曲性能影响不大,而无缺口冲击强度随TPPi用量的增加呈大幅度上升的趋势。

辛酸亚锡在催化内酯开环聚合时所得到聚合物的平均分子量是随着反应体系中所加入的单体与引发剂摩尔比的增大而不断增加的.本文采用不同比例的PDO单体和丁二醇(PDO/BD)进行反应,制得了一系列不同分子量的预聚物。

为证明聚合物分子链端基均为羟基,采用核磁共振谱对预聚物进行了表征.δ分别在4135(Hc),4118(Ha),3174~3179(Hb)处出现了属于PPDO中三类亚甲基上氢的特征峰,此外在δ4112(He)和1171(Hd)处还出现了丁二醇的两类亚甲基上氢的特征峰.由于丁二醇有4个亚甲基,反应后从核磁共振谱图上只检测到了2个亚甲基上氢的特征峰,且这2个峰积分面积几乎一致,表明丁二醇的2个羟基都参与了单体开环聚合的引发过程,证明了采用该法所得到的预聚物应具有双羟基结构。

DMA比较。根据结果对1#、2#样品的储能模量与tanδ分别进行对比。2#样品比1#样品的储能模量要大得多,而tanδ小于1#样品。在高温区,PUE处于高弹态,由于分子间作用力加强,2#样品较1#样品微相分离程度提高,物理交联更完全,所以储能模量高,内耗低。

由MCDEA扩链的PUE样品较MOCA扩链的PUE样品分子结构稳定,分子链间存在更强的作用力,软硬段结合力强,硬段结构规整,微相分离程度提高。MOCA扩链的PUE材料有较好的拉伸强度;而MCDEA扩链的PUE样品具有较好的撕裂强度、定伸应力与伸长率;MCDEA扩链的PUE样品综合力学性能较好。通过DSC、TGA、DMA等测试结果的对比,发现MCDEA扩链的PUE样品熔融、热分解等温度较MOCA扩链的PUE样品高,而且MCDEA扩链的PUE样品在高温下能更好地保持其力学性能。

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