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含氟聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-13 22:59:15
以2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷(全氟双酚A)为原料合成了2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAPF6P),以此二元胺为含氟聚氨酯扩链剂制备了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯弹性体(FPUE)。

通过FTIR、TG、EA、WAXD、1H-NMR、DMA分析及拉伸试验,对BAPF6P和由其制备的FPUE的结构和性能进行了研究。

结果表明,含氟聚氨酯扩链剂(BAPF6P)所得产物BAPF6P的结构与预期设计相符;由于FPUE的硬段间的强氢键作用和偶极效应,使得微区中部分链段排列有序形成微晶结构;随着硬段含量的提高,Tg逐渐升高,FPUE的耐寒性能逐渐降低,而耐热氧化性逐渐提高;FPUE的热分解温度在200℃以上,具有良好的耐热性能及优异的力学性能,BAPF6P是一个好的含氟聚氨酯扩链剂。

从分子结构上看,聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物,一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段,以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段,硬段和软段交替排列,形成重复结构单元。除含有氨酯基团外,聚氨酯分子内及分子间可形成氢键,软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性,以“耐磨橡胶”著称。

普通聚酯型和聚四氢呋喃醚型弹性体的性能区别。聚酯分子中含有较多的极性酯基(-COO-),可形成效强的分子内氢键,因而聚酯型聚氨酯具有较高的强度、耐磨及耐油性能。

聚醚多元醇制得的弹性体具有较好的水解稳定性、耐候性,低温柔顺性和耐霉菌性等性能。

一步法工艺:指将低聚物多元醇、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂等同时混合后直接注入模具中,在一定温度下 固化成型的方法。特点:此法生产效率高,因无需制备预聚体而节省能量,生产成本较预聚体法低,可用小型浇注机生产。但反应较难控制,所得弹性体分子结构不规整,力学性能不如预聚体法好,故常用于制造低硬度、低模量的制品如印刷胶辊、小型工业实心轮胎、压力传动轮等。

预聚体法:首先将低聚物多元醇与二异氰酸酯进行预聚反应,生成端NCO基的聚氨酯预聚物,浇注时再将预聚物与扩链剂反应,制备聚氨酯弹性体的方法,称之为预聚体法。特点:采用预聚体法制备聚氨酯弹性体,反应分两步进行,由于采取了预聚步骤,在进行扩链反应时放热低,易于控制,制得的聚氨酯分子链段排列比较规整,制品具有良好的力学性能,重复性也较好。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

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。


半预聚物法与预聚体法的区别是将部分聚酯多元醇或聚醚多元醇跟扩链剂、催化剂等以混合物的形式添加到预聚物中。特点是:①预聚体组分粘度低,可以调节到与固化剂混合组分的粘度相近,②配比也相近(即混合质量比可为1:1),这不但提高了混合的均匀性,而且也改善了弹性体的某些性能。

影响聚氨酯弹性体性能的主要工艺因素

(1)扩链系数:大量实践表明MOCA的扩链系数以0.85~0.95范围为宜;

(2)合成方法:一般来说,由预聚物法制得的弹性体性能最好,一步法最差;

(3)混合温度及固化温度:适当提高熟化反应温度有利于提高制品的力学性能,但提高预聚体与扩链/交联剂的混合温度,会使凝胶和凝固期缩短,有时来不及浇注和使搅拌带入的气泡逸出;而且当温度高于120℃ 时,往往又会使弹性体性能下降;

(4)熟化时间的影响;

(5)预聚体的贮存:由于预聚体中含有活性较大的NCO基团,一般须在氮气的密封桶贮存;

(6)注模时的环境。

CPU性能特点①以液体原料浇注或注射到制品模具中反应而固化成型,可以直接制得很厚的体积大的聚氨酯橡胶制品及形状复杂的制品;②制得的制品综合性能好;③可以调节原料的配方组成及用量,获得不同硬度的制品,性能的可变范围大;④对于简单的手工浇注,设备投资小,加工方便;⑤可制造小批量的或单件的制品原型,灵活性好。

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