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低分子二胺、羟基化合物扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-22 17:26:54
常用的低分子二胺、羟基化合物扩链剂,如乙二胺(EDA)、1,3-环己基二胺、1,2-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺和1,3-戊二胺等。

工业生产中EDA和1,2-丙二胺使用最多。为保证最终产物具有足够的强度和软化点,须选用极性高的低分子二胺、羟基化合物扩链剂。

如果扩链剂的胺基连接在吸电子基团上,则其更容易给出活性H+,这类扩链剂相对活泼;如果胺基接在给电子基团上,则对胺基上的H+稳定性有利,因此会减弱其活性。

低分子二胺、羟基化合物扩链剂的活性二胺分子结构及空间位阻等因素也有一定关系。 采用相对分子质量低的二醇(如BDO)扩链制备的氨纶耐热差,干法纺丝很少使用,主要应用于熔纺氨纶。

为改进氨纶的着色性及色的牢固性,可添加少量叔胺基二醇,如N-甲基-二(2-羟丙基)-胺或N,N-二(2-羟乙基)-哌嗪而引进酸接受体基团。

扩链剂是决定氨纶化学结构的关键,虽然占的比例不多,但对PU弹性纤维的性能、制造方法和工艺有很大影响。

制造PU弹性纤维用聚醚二醇PTMEG特性如下:熔点36℃,Tg为-85℃,优点是回弹性优异,耐低温,耐水解,耐碱,抗细菌;缺点是耐光和抗(游离)氯较差。

制造PU弹性纤维用聚酯二醇的特性如下:聚己二酸丁二醇酯,熔点46 ̄60℃,Tg为-68℃;聚壬二酸丁二醇酯,熔点53℃,Tg为-75℃;聚己内酯,熔点53 ̄55℃,Tg为-70℃,-60℃;其他还有聚己二酸乙二醇-丁二醇酯,聚己二酸丙二醇-丁二醇酯,聚己二酸-1,6-己二醇-新戊二醇酯。它们的优点是耐光,耐游离氯,拉伸强度优良;缺点是耐水解和耐碱性差。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(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。


聚醚二醇中主要使用PTMEG,相对分子质量 800 ̄3000,熔点<50℃,用它制备的氨纶有极好的抗水解和耐碱性,低温性能也很好,但对光、氧和其他氧化剂敏感,需加稳定剂。

目前大多数氨纶用PTMEG作软段,因此PTMEG基氨纶又称标准纤维;其次是四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃共聚醚,相对分子质量为3000 ̄4000,用摩尔分数为4% ̄20% 3-甲基四氢呋喃共聚醚制备的氨纶柔软性好;第3种是环氧乙烷与四氢呋喃共聚醚,一般环氧乙烷摩尔分数为15% ̄30%,适合制备低温压缩永久变形小、松弛力低和热固效率高的氨纶;第4种是最近开发成功的低不饱和度聚丙二醇(PPG),其价格较低,有可能取代部分昂贵的PTMEG,正在进行制备氨纶的全面研究。

聚酯二醇主要采用己二酸和混合二醇的共聚物,如聚己二酸己二醇-丙二醇酯、聚己二酸丁二醇-戊二醇酯和聚己二酸-1,6-己二醇/2,2-二甲基丙二醇等[2]。但由于分子内有酯键存在,产品耐水解性、回弹性和耐低温性较差。

用聚ε-己内酯二醇[11]制备的氨纶有极好的回弹性和耐水解性,强度高,耐热性好。用聚碳酸酯二醇制备的氨纶[12]的抗氯性比乙二醇/BDO混合醇(质量比60/40)与己二酸聚酯制备的Lycra-128更好,其抗霉能力比Lycra-128约高5倍。1960年开始生产的产品Vyrene是一种典型的聚酯型PU弹性纤维。采用熔融纺丝工艺的氨纶基本是聚酯型PU弹性纤维。

二异氰酸酯与低分子二羟基或二胺基化合物反应制得高熔点易结晶的“硬段”。在常温下,若干链节的硬段聚集成簇或形成“缚结点”区域,这样就在软段相区内形成不连续相的“岛”,可形成大分子的横向交联,防止大分子链间滑移,并为软段大幅度伸长和回复提供了必要结点,从而使聚合物分子成为三维网状结构,这样便赋予PU弹性纤维以高弹特性,可在形变后起到恢复分子链的作用,并与邻近分子链的氨基甲酸酯和脲结构之间形成较强的氢键,改善耐热性能。

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