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聚氨酯弹性体的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-13 14:23:09
聚氨酯弹性体的合成方法大体分为本体法和溶液法两种,本体法生产成本低,但反应较难控制,所得弹性体分子结构不如溶液法得到的聚合物规整。本文采用这两种合成方法。

本体聚合。本体法采用一步法进行,即将低聚物多元醇、二异氰酸酯、聚氨酯弹性体的扩链剂等同时混合均匀后直接注入反应器中,在反应器中进一步反应。先将PBA放入80摄氏度烘箱预热,BDO与MDI均放入60!烘箱预热,然后在四氟烧杯中按设计配方准确称量各原料,称量顺序为PBA、BDO,最后加入MDI。立即快速搅拌反应,转速1000r/min以上,搅拌1~2min,反应剧烈放热时,快速将其倒入反应器中,置入70!烘箱8h以上,然后转移到120!烘箱熟化2h。待样品冷却后将其从反应器取下,备用。

Shaperetention=(L1-L0)100%/L0;Shaperecovery=(2L0-L2)?100%/L0。耐水解性能:将试样放入100!的沸水浴中水煮8h后,放入60!的真空烘箱中干燥1d,然后进行拉伸性能测试,计算水解老化前后的拉伸强度损失。

溶液聚合。溶液法采用两步法进行:首先是预聚体的制备,将干燥后的PBA和PTMG加入到500mL四颈瓶中,N2保护下机械搅拌,在70!时将处理过的MDI和70mLDMF,用恒压滴液漏斗缓慢滴加至四颈瓶中反应。

控制温度在60~70摄氏度反应大约2h,得聚氨酯预聚体。其次为聚氨酯弹性体的扩链剂扩链反应,按照-NCO的含量算出要加入聚氨酯弹性体的扩链剂的质量,并按计算值加入处理过的1,4丁二醇,充分搅拌。控制温度在70~80摄氏度反应大约1.5~2h,反应结束后将物料倒入干净的聚四氟乙烯模具中,置于70!鼓风烘箱中除去溶剂DMF。

硬段对聚氨酯弹性体性能的影响。以PBA为软段,采用本体法,合成出一系列硬段(HS)质量分数分别为23%、28%、32%、35%和39%的聚氨酯弹性体。用GPC测得Mn=5.9?104 ~6.9?104 。

红外光谱,3340~3336cm-1附近的宽峰是氨酯(脲)键N%H的伸缩振动,1734cm-1 处的吸收峰为羰基的伸缩振动,1176cm-1为C%O%C的伸缩振动,以上吸收带的出现表明了氨酯键的形成。

此外在2270cm-1附近并没有出现吸收峰,这表明%NCO基团已经被聚氨酯弹性体的扩链剂反应完毕,2953cm-1和2868cm-1处的2个强峰对应%CH2%肩峰的伸缩振动,1218cm-1处的窄峰是O=C%O%C吸收谱带伸缩振动,1532cm-1左右的中强峰为苯环上%C=C%键的伸缩振动,从以上特征峰分析可看出,该样品的异氰酸酯为芳香族异氰酸酯,软段为聚酯型。

随着硬段质量分数的增加,代表参与形成氢键的羰基峰(1702cm-1)的强度增加,而自由羰基的伸缩振动峰(1730cm-1)强度减弱。硬段间氢键的作用力和偶极偶极的相互作用力的强弱是影响羰基伸缩振动峰强度的主要因素。



间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)-固体

产品应用:HER 是一种对称的芳香族二醇扩链剂,它与MDI有着良好的配伍性。广泛应用于混炼型、浇注型、热塑型的PU弹性体制品。这种材料已经被证实能够较大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性,并把收缩性限制到较小,没有污染。同时,该材料除具有芳香族扩链的优点外,还避免了HQEE在稍微降温情况下迅速结晶现象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂强度、初始强度、邵氏硬度、压缩变形、断裂变形以及低收缩性、抗切割、柔韧性好、防渗透性、熔点低、操作方便等特殊优点。如铸轮、密封件、压制垫、非粘结合轮胎、泥浆管内衬、滑板轮、鞋部件、饮料容器、氨纶以及软质和硬质包装材料等。

包装储运:纸板桶,内衬黑色塑料袋;20公斤装。


因此,随着硬段含量的增加,更多的%C=O和%HNCOO%参与形成氢键,导致硬段分子链之间的相互作用力增加。实验证明,随着硬段含量提高,其序列长度也增加,软硬段的相容性变差,体系中形成了更多的氨基甲酸酯基团,即体系中有了更多的质子给体与受体,使得整个体系的氢键化程度提高。

黑色区域一般是聚氨酯的硬段微区,而棕色区域则归于软段微区,硬段分布在软段中,呈明显的微相分离。

随着硬段含量的增加,硬段区域中羰基之间的氢键的相互作用增加,并且硬段中苯环产生的诱导偶极的作用也增强,硬段更容易聚集,导致硬段含量在35%左右的相畴明显大于23%的,呈现更明显的相分离状态,较强的极性力和氢键使硬段聚集得更加紧密,结晶度较高,形成明显的硬段相,均匀地分布在软段中,起到物理交联点的作用,该结构的存在能够明显提高聚合物的力学强度。

由于聚氨酯大分子中含有的基团都是强极性基团,而且大分子中还含有聚醚或聚酯柔性链段,使得聚氨酯具有以下特点:

①较高的机械强度和氧化稳定性;

②具有较高的柔曲性和回弹性;

③具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。

由于聚氨酯具有很多优异的性能,所以其具有广泛的用途。

聚氨酯主要用作聚氨酯合成革、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯橡胶(弹性体)和聚氨酯纤维等。此外,聚氨酯还用于土建、地址钻探,采矿和石油工程中,起堵水、稳固建筑物或路基的作用;作为铺面材料,用于运动场的跑道、建筑物的室内地板等。


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