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磺酸型低聚酯二元醇亲水扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-31 17:24:13
本文介绍磺酸型低聚酯二元醇亲水扩链剂

以聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段和磺酸型低聚酯二元醇(DPSA)为磺酸型低聚酯二元醇亲水扩链剂,采用自乳化法合成了系列高固含量的稳定WPU(水性聚氨酯)微乳液。

磺酸型低聚酯二元醇亲水扩链剂研究结果表明:该WPU微乳液的粒子呈椭圆状,其粒径呈多元分布,并且该微乳液具有假塑性流体的特征;随着DPSA含量的不断增加,WPU微乳液的粒径逐渐减小、粒径分布变窄且固含量增大;当w(DPSA)=8%时,WPU微乳液的固含量高达56%,并且其低温稳定性、高温稳定性和储存稳定性俱佳。 

在PBT聚酯中,端羟基与环氧树脂的反应活性远低于端羧基,因此将端羟基转化为高反应活性的端羧基将有利于提高扩链反应速率。260℃时为环氧树脂单用和联用(邻苯二甲酸酐+环氧树脂)时相对转矩随时间的变化。可以发现,扩链剂联用不仅提高了扩链反应速率,而且取得了更好的扩链效果。 在研究中,我们还尝试选择使用催化剂来提高扩链反应速率。230℃时加氧化锑(催化剂)和未加氧化锑时,环氧树脂扩链PBT的相对转矩随时间变化。可以发现,催化剂的加入在提高扩链反应速率的同时,还提高了扩链的效果。这是由于扩链反应时间缩短,扩链剂在扩链反应中的损失将相应减少,PBT的热降解、剪切降解等也相应减少。

在相同的工艺条件下,制硬段微区反应,使聚氨酯的极性增加,硬段结构及氢键的规整性发生变化。这些变化改变了硬段间的凝聚力,并且增加了软段与硬段微区的相容性和连通性,使聚脲网络上的作用力蔓延到软段微区,增加了聚氨酯泡沫塑料的强度和延展性。这种作用强烈依靠于扩链剂的化学组成及扩链剂与脲基的相容性。

从化学结构分析,扩链剂DEOA与脲基的相容性好,所以制品的力学性能好;而品2拉伸强度和撕裂强度高于制品1和制品3。制品3中闭孔影响制品的美观,综合考虑,制品2的使用价值最高。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


扩链剂与—NCO的反应过程中,即—NCO与—OH发生扩链反应,导致大分子链上的氨基甲酸酯基团的重复链节增加,硬段含量增加的同时氢键缔合数目也增加,导致内聚强度增大,制品拉伸强度增大。扩链剂在GLY与脲基的相容性不好,且制品闭孔,力学性能不好。

拉伸断裂应变和回弹性。在相同的工艺条件下,制品1的拉伸断裂应变和回弹性高于制品2和制品3。扩链剂在硬段微区反应,使聚氨酯的极性增加,硬段结构改变并且交联点也增加,制品的拉伸断裂应变和回弹性均变差。但是三种制品的分子链结构是不同的。以TEOA为扩链剂时,分子链中柔顺链R—O(R为C2H4基团)结构的含量较多,所以拉伸断裂应变高。但是由于制品3为闭孔结构,拉伸断裂应变和回弹性都变差。

密度/(kg·m-3)拉伸强度/kPa撕裂强度/(N·cm-1)拉伸断裂应变,%压陷负荷/N氧指数。在相同的工艺条件下,制品2氧指数(28.7%)合作为聚氨酯制品的扩链剂。高于制品1(28.2%)和制品3(26.5%),制品3氧指数最低。这是因为不同扩链剂制备的制品,化学结构和阻燃性是不同的。

总之,在高回弹软质泡沫聚氨酯体系中加入扩链剂,开始微相分离的时间延迟,增加域间间距,并形成更多的嵌段共聚物,力学性能提高。

采用新型扩链剂ADR-4370对PBS进行扩链,每个ADR-4370分子上有9个活性基团环氧基,可以和热塑性工程塑料的反应基团(羟基、羧基、氨基、硫醚基)发生链接反应,提高其特性黏度,从而改善其力学性能等。

随着扩链剂TDI含量的增加,体系的MFR迅速降低,平衡扭矩升高,说明TDI的加入可以有效地促进链接反应,提高PBS分子量,增大体系黏度。

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4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)  http://www.yaruichemical.com