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混炼型聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-9 14:32:50
半预聚物法制备聚氨酯弹性体的过程中,通过调节B组分中混炼型聚氨酯扩链剂、聚醚的配比可制得不同硬段含量的聚氨酯弹性体。以w(—NCO)=13%的L-MDI/PPO预聚体为A组分,分别同混炼型聚氨酯扩链剂/PPO质量比为1/8、2/8、3/8、4/8、5/8 的B组分反应。

随着硬段含量增加,弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度均随着硬段含量的增加而增加,扯断伸长率则降低。这归因于混炼型聚氨酯扩链剂中含有苯环结构及其—NH2与异氰酸酯(—NCO)反应生成具有较高内聚能和极性的脲基结构。

脲基作为硬段和软段聚醚具有不相容性,导致聚氨酯结构上发生微相分离。随着硬段含量增加极性基团增多,硬段间形成大量氢键,分子间作用力增大,微相分离程度提高。

同时,硬段微区逐渐形成结晶,并且结晶度随硬段含量的增加而逐渐提高。硬相不溶于软相中,而是分布其中,形成一种不连续的微相结构,在软段中起到物理交联点的作用,并起增强作用,使弹性体的性能得到提高。

异氰酸酯指数对弹性体性能的影响。采用同一批L-MDI/PPO[w(—NCO)=13%]为A组分,DMTDA/PPO(质量比为3/8)为B组分合成了弹性体,比较了不同异氰酸酯指数(R)对弹性体性能的影响。R即n(—NCO)与 n(—OH)和n(—NH2)(活性氢)和之比。

当R值由0.9增至1.0时,弹性体的硬度增加,扯断伸长率降低,拉伸强度、撕裂强度明显增加。这是因为在R小于1.0时,反应体系中—OH和—NH2过量,且—NH2活性高,导致部分聚醚未参加反应,在体系中起到内增塑作用,使制品硬度降低,强度下降。

当R值达到1.05时,—OH和—NH2全部反应,且过量的 —NCO基团和氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯基,适当交联,弹性体性能得到进一步提高;而当 R值达到1.1时,形成过多脲基甲酸酯键,交联过度,增大了刚性链间的距离,妨碍了刚性链的氢键结合,使大分子链间的聚集作用得到减弱,导致弹性体扯断伸长率大幅度下降。

催化剂用量对弹性体性能的影响。半预聚物法制备聚氨酯弹性体时,由于聚醚中—OH/—NCO的反应活性远不如扩链剂中的—NH2/—NCO,需添加有机锡类催化剂DBTDL使软硬段反应平衡。表5为催化剂用量对弹性体性能的影响。



4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA应用:聚氨酯弹性体、聚脲树脂固化剂及环氧树脂固化剂.

包装:25kg/桶

CAS号:19900-72-2

分子式: C19H26N2

特性:

分子量:282.4231

密度:1.039g/cm3

熔点:85 °C

沸点:443.1°C at 760 mmHg

闪点:266°C

蒸汽压:4.75E-08mmHg at 25°C

外观:白色粉末

融点:80℃以上

水分:0.3%以下

胺值:390-408 KOH mg/g

丙酮不溶物:无

总氯:10ppm以下

纯度:98.0%



当催化剂质量分数由0.1%增至0.4%时,弹性体的拉伸强度、扯断伸长率及 撕裂强度得到了一定程度的提高,这是因为在聚氨酯反应中—NCO/—NH2反应速度大大快于—NCO/—OH的反应速度,硬段反应过快会造成硬段过早从软段中分离出来,从而使弹性体表现出脆性。有机锡类催化剂DBTDL对—NCO/-OH的反应有强催化作用,而对—NCO/—NH2的反应无明显催化作用。

添加DBTDL在一定程度上平衡了软硬段间的反应速度,有利于硬段均匀地分散在软段中,起到物理交联点的作用,从而提高了弹性体性能。催化剂质量分数超过0.4%后对性能影响不大,这是因为软段反应速度已达极限。

混炼型聚氨酯弹性体可用一般的橡胶设备进行加工。混炼型聚氨酯弹性体从它的组成和结构情况来看,又可分为聚酯和聚醚饱和型及聚酯聚醚饱和型两类。其中饱和型的可用异氰酸酯进行交联,而不饱和型的可用过氧化物或硫黄交联。

聚氨酯弹性体分聚酯与聚醚两类,从物理性能进行比较,可以看到一般低硬度弹性体以聚酯型的性能较好,而聚醚型较差。高硬度的弹性体制品则以聚醚型为优。

另外聚酯的耐油性、耐热性及与金属的粘接性都较好,而耐水解性、耐寒性及耐菌性等性能则以聚醚型为好。

以二元胺硫化的聚醚类聚氨酯弹性体,分子间氢键所形成的二级交联键对机械强度有相当大的影响。随着温度升高氢键力逐渐减弱,物理性能降低,然而此时亦完全能够比得上普通橡胶的强度。一般聚氨酯弹性体连续长期使用的温度为80℃~90℃,短时间可到120℃左右。耐低温性能较好,聚酯型的聚氨酯弹性体脆性温度为-40℃,而聚醚型橡胶达-80℃~-70℃,但是在低温下较易变硬。


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