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聚氨酯胺扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-30 16:29:11
聚氨酯胺扩链剂能在聚合物中产生更多的硬微区,起到增强的作用,改善聚氨酯的机械性能。研究聚氨酯胺扩链剂对聚氨酯压敏胶性能的影响,适于皮肤用的压敏胶需要有较高的内聚力,这样可避免在揭贴的皮肤上留残余物。

在(-NCO/OH)及二元醇混合配比一定时,对不同聚氨酯胺扩链剂及其用量对压敏胶180 剥离强度的影响作了讨论。聚氨酯胺扩链剂对聚氨酯压敏胶性能的影响实验表明,使用胺类扩链剂时,压敏胶的剥离强度随着扩链剂用量的增加呈先增高后降低的趋势。

用乙二胺作扩链剂时,随着乙二胺用量的增加,产物中腺键随之增加,这促进了聚氨酯软硬段间氢键的结合,使压敏胶强度增加,剥离强度增高。而当乙二胺增加到一定量时,压敏胶强度过高使其粘性迅速降低,从而使其剥离强度随之迅速降低。

用二乙三胺及四乙五胺作扩链剂时,由于具有较高的官能度,因此在用量较少时,压敏胶就表现出较高的剥离强度,但随着用量的增加产物交联度增加,影响产物结晶和微观相分离,胶的粘性较用乙二胺时下降的更加明显,且用二乙三胺或四乙五胺作扩链剂反应较剧烈,不如用乙二胺时易于控制。

在反应初始阶段,由于异氰酸酯(-NCO)基团是过量的,所以当反应接近理论终点时,就应该停止预聚反应,否则过量的(-NCO)基团就有可能与氨酯基进一步反应,形成交联结构,影响产物性能。图2给出了85摄氏度下,预聚体制备过程中的(-NCO)含量与时间曲线。由图可知,在初始的1h内,(-NCO)的含量变化较小,这一阶段属于分子扩散,混合过程;在随后的1h~4h之间,(-NCO)的含量逐渐下降到理论反应终点时的含量。随着时间的继续延长,(-NCO)的含量仍略有下降,这有可能是过 量(-NCO)与氨酯基发生的副反应所致,因此将预聚阶段反应时间控制在4h为宜。



外观:白色粉末

铁(PPM)≤5

羟基含量%≥99

钠(PPM)≤10

羟值,mgKOH.g-1:728~782

钾(PPM)≤100

熔点°C≥108°C

磷(PPM)≤10

色度(PT-CO)≤150#

硅(PPM)≤1

水份%≤0.3

硫酸根离子(PPM)≤10

灰分%≤0.03

残醛%≤0.03

酸值mgKOH/g:374.3-378.2

丙酮-三乙胺溶解试验:澄澈透明

2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂DMBA)用途:DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(DMBA)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!



异氰酸酯基/羟基(-NCO/OH)对聚氨酯压敏胶力学性能的影响。通过调节原料中的异氰酸酯基与羟基的比例(-NCO/OH),可控制分子链中软段与硬段含量,进而调节压敏胶的力学性能。在二元醇混合配比恒定下,改变(-NCO/OH),以乙二胺为扩链剂合成了一系列聚氨酯压敏胶,并对其力学性能进行了比较。

初粘性随着(-NCO/OH)比值的增大而减小,而粘合力(180 剥离强度)和持粘性都随着(-NCO/OH)比值的增大而增大。(-NCO/OH)比值实际上代表着软硬段所占的比例,其值越大,说明聚氨酯分子链段中硬段含量越高。压敏胶的初粘性主要是由分子链段中软段提供的,而硬段有助于提高压敏胶的内聚力,从而提高其粘合力和持粘性。所以,随着(-NCO/OH)比值的增大,压敏胶初粘性下降,粘合力和持粘性增大。

聚乙二醇含量对聚氨酯压敏胶性能的影响。聚乙二醇(PEG)是水溶性聚醚,可作为合成水性聚氨酯压敏胶的原料。PEG可在聚氨酯主链上引入亲水性基团,赋予聚氨酯亲水性,其用量对聚氨酯压敏胶的剥离强度及吸水性影响较大,聚氨酯压敏胶的吸水量随聚乙二醇含量的增加而增加。这是由于聚乙二醇具有强亲水性,当聚乙二醇含量增加时,在聚氨酯主链中由聚乙二醇形成的链段的比例增加,故整个聚氨酯分子的亲水性增强,水合作用增强,因此压敏胶的吸水量也随之增大。

当聚乙二醇含量低于30%(质量分数,下同)时,剥离强度变化不大,但当其含量超过30%时,剥离强度随聚乙二醇含量的增加而明显降低。这主要是由于聚乙二醇含量增大导致压敏胶结晶能力增强的缘故。由于结晶度的增大使聚氨酯的脆性增加,粘性变差,剥离强度因而迅速下降。因此,适当的结晶度,晶区的交联作用使压敏胶强度提高,而非晶区分子链运动较容易,提供较好的粘性。

胺类扩链剂的产物为聚氨酯脲,其中含大量脲键,含脲键硬段的聚合物比含氨酯键的硬段聚合物有较高的玻璃化转变温度,因而以胺类为扩链剂比以醇类为扩链剂的聚氨酯有更高的强度、硬度及抗氧化性。


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