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多官能度的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-5-2 20:11:01
加入多官能度的扩链剂丙三醇合成的聚氨酯丙烯酸酯树脂不仅涂膜的硬度大大地增强,而且亲水性、光固化速度和玻璃化转变温度(从-54.02℃提高到-37.78℃) 也明显提高。

聚氨酯弹性体基本上属于具有线性分子特征的热塑性树脂,但也可由多官能度的扩链剂或脲基等方式引入一定程度的交联。多官能度的扩链剂可以改善材料的物理机械性能,提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明,高交联度导致处于橡胶态的聚氨酯弹性体模量下降,原因是硬链段微区里的交联会阻碍链段的最佳堆砌和降低玻璃态或次晶微区的含量。

聚氨酯的特殊性能来源于其明显的微相分离结构,不同大分子链的硬段聚集成晶区,起到了物理交联的作用,提高了体系的强韧性、耐温性和耐磨性能。硬段微区与软段基质存在氢键等形式的结合,因此起到活性填料的作用,是材料强韧化的根源。

影响聚氨酯微相分离的因素很多,包括软硬嵌段的极性、分子量、化学结构、组成配比、软硬段间相互作用倾向及热力史、样品合成方法等。相互分离的微相中也存在链段之间的混合,从而导致软段玻璃化温度的提高和硬段玻璃化温度的减小,缩小了材料的使用温度范围,并使材料耐热性能下降。

聚氨酯弹性体在硬段与硬段之间和硬段与软段之间都能形成氢键,室温下聚氨酯分子中大约75%~95%的NH基都形成了氢键。氢键的作用在于能使聚氨酯耐受更高的使用温度,使聚氨酯弹性体在较高温度时可以保持橡胶态时的模量。

在聚氨酯结构中,硬链段由于氢键作用会聚集,造成软硬链段的微相分离。硬链段含量的多少,直接影响制品的硬度、弹性和强度。一般情况下,随着-NCO与一OH 摩尔比增大,膜的拉伸强度增大,成膜变硬,断裂伸长率随着-NCO与一OH摩尔比增大而降低。


中文名:2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA);二羟甲基丙酸,

英文名:2,2-Dimethylol Propionic Acid;DMPA
 
中文别名:α,α-双羟甲基丙酸,

分子式:C5H10O4

分子量:134.13

C  A  S 号:4767-03-7

2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA)用途:DMPA是一种既有羟基又有羧基基团, 多功能受阻的二元醇分子,自由酸基团在与碱中和后,能积极提高树脂的水溶性或分散性能;引入极性基团,改进涂料的附着力和合成纤维的染色性能;增加镀膜的碱溶性。DMPA是一种多用途的有机原料。本产品在水性聚氨酯制造中既是扩链剂,又能使聚氨酯获得自乳化性能,可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯;还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂,是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品;用作改进聚酯树脂的添加剤;用作制造光敏树脂和液晶的原料;用于环氧酯涂料、聚氨酯弹性体及粉末涂料;用于制造磁性记录材料及其粘合剂,以生产录音磁带、录像磁带、计算机磁带、数据记录磁带和磁卡等。


扩链剂法作为制备高粘度PET树脂的一种新技术,已经日益引起工业界的注意,此方面的研究工作层出不穷 ,但涉及不同扩链剂联用对PET树脂扩链反应的影响方面的研究不多。本文讨论的目的在于详细探索扩链剂联用PET扩链反应的工艺条件,找出提高PET树脂特性粘数的最优条件,为最终的生产应用打下基础。

扩链反应。在带有搅拌、氮气出入口的大试管中加入25gPET切片,将反应管置于加热炉中,于160℃下真空干燥2h以上,然后升温至280℃;待聚酯完全熔融后,加入预定量的扩链剂和热稳定剂,在不断搅拌及氮气保护下反应到预定时间取样,分别测定样品的特性粘数[η]、羧基[COOH]值。

测试方法。 [η]的测定 以质量比1:1的苯酚2四氯乙烷为溶剂,于(25±0。1)℃水浴中进行。[η]按一点法计算: [η]= 1+1。4ηsp-10。7c 式中c为样品质量浓度。

羧基值的测定。准确称取0。1g经剪碎、烘干的样品,放在50mL的小锥形瓶中。加入10mL苯甲醇,用带有温度计的胶塞塞住。快速加热至170℃,并在该温度下停留4min,搅拌使样品完全溶解。

然后迅速将锥形瓶取出,于水中冷却,加入10mL氯仿和2滴酚红指示剂,用0。01molΠL的氢氧化钾Π无水乙醇溶液进行滴定,出现粉红色10s不消失即为终点。同时以同样方式做空白实验。采用此方法滴定时,温度应保持在30~50℃,以免过分冷却引起太多的沉淀析出。

用多官能度扩链剂IPDI、DMPA、PMTG(1000)、HEMA分别合成非扩链型和扩链型光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水分散液。通过红外光谱(FTIR)和动态热力学分析测试仪(DMA)对非扩链型与扩链型聚氨酯丙烯酸酯的 结构和热力学性能进行了表征比较,同时从黏度、光固化速率、耐溶剂性、附着力、硬度和吸水性等方面对两种PUA乳液(涂膜)性能做了比较。

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