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弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-29 15:18:13
不同弹性体扩链剂对弹性体脱模时间的影响。将预聚物分别与MOCA、DADMT及TX21弹性体扩链剂反应,混合均匀后于110℃模压硫化,测定在该温度下所得到的弹性体的可脱模时间,实验结果表明,110℃下,MOCA固化体系在脱模时间为2~3min;DADMT固化体系脱模时间为4~5min;TX21固化体系脱模时间为2~3min。由此可以看出,弹性体扩链剂MOCA和TX21特别适合于快速固化体系。

不同弹性体扩链剂对弹性体力学性能的影响。采用相同的预聚物,分别用MOCA、DADMT及TX21扩链剂进行扩链,在一定的温度下固化成型,将得到的弹性体的力学性能作对比用液体扩链剂DADMT和TX21代替MOCA固化相同的预聚物,得到的弹性体的力学性能相差不大,完全可以满足产品的使用要求。

三元醇含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。以软段相对分子质量为1000的PTMG/MDI为预聚体,固定NCO%=6.1,使用二元醇和三元醇的混合物作扩链剂,改变其三元醇用量,制备6种聚氨酯弹性体。

A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;B试样则不同,柔性链段较多,分子链容易运动。从这一点上来看,A试样的吸水率受强亲水基团—COOH的影响最大,分子链运动对其影响很小;B试样受两个因素的影响基本相当。从这两个试样的吸水率来看前期的吸水率主要受强亲水基团影响,后期的吸水率主要由分子链的运动影响。

从两种扩链剂的结构来看,在最初吸水率的影响下,聚合物大分子处于溶胀状态,在这种状态下,有柔性链段的分子运动能力增强,对于B试样形成的乳胶膜来说,由于分子链的运动能力增强,使最初与水不能直接接触的弱亲水性基团在分子链运动的情况下可以与水接触,从而使其吸水率进一步增大。由于B试样的弱亲水性基团的含量较大,所以在后期对乳胶膜的吸水率影响较大,成为对乳胶膜后期吸水率影响的一个关键因素。这就是B试样乳胶膜的吸水率一直持续增大,而A试样乳胶膜吸水率在48h后就基本趋于饱和的原因所在(B试样吸水溶胀之后的体积要明显的大于A试样)。



2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂DMBA)用途:DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(DMBA)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!



就防水性来说,B试样中乳胶膜的这种结构也将不利于防水,因为当这些含量较多的弱亲水基团充分亲水趋于饱和时,可能在乳胶膜中由这些亲水基团形成毛细管,使水能够顺利地通过。而A试样乳胶膜中由于疏水性苯环的存在则不存在这个问题。

同样,B试样在刚乳化完时,试验所测的乳液粒径比放置一段时间后乳液粒径将会大很多,而A试样的乳液粒径变化则不大。因为乳化过程中可能只是强亲水基团形成了乳化中心,弱亲水基团还未形成亲水中心。放置一段时间后,由于分子运动的原因,一方面聚合物分子在水中运动,使弱亲水基团更多地暴露在水中,与水分子充分接触;另一方面是水分子的运动,水分子慢慢地渗入到聚合物分子所形成的无规线团中。在这两者共同运动的作用下,使弱亲水基团和水分子以氢键的作用相互作用,形成更多的亲水中心,有利于乳液的稳定性,但是乳液黏度将会增大。同时,如果将乳液液滴看成是固相的话,如果其溶胀体积过大,将会不利于乳液的稳定性。具体情况还有待于进一步研究说明。

酸、碱处理后乳胶膜的力学性能保持率是衡量聚氨酯防水涂料的一个重要标准。经酸、碱处理后,A乳胶膜的延伸率比B低,拉伸强度比B高。但是A经酸、碱处理后的延伸率和拉伸强度都能满足80%保持率的要求。

由于扩链剂BPA中含有刚性憎水基团苯环,而DEG中含有柔性亲水基团—O?-,所以A试样乳液的平均粒径比B试样的大,分布宽;A乳胶膜比B的吸水率小,且在48h后已基本趋于饱和;拉伸强度高,延伸率低;而且A经酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率都能满足聚氨酯涂料标准的要求。在此基础上制得的水性聚氨酯涂料的拉伸强度为9.09MPa,延伸率为453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41MPa、8.36MPa和479%、429%。


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