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聚氨酯弹性体二醇扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-12 12:01:48
本文介绍聚氨酯弹性体二醇扩链剂

以聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、MDI-50与不同的聚氨酯弹性体二醇扩链剂采用二步法合成PPG-1000/MDI体系的聚氨酯(PU)弹性体,并对其阻尼性能进行了测试。
结果表明,聚氨酯弹性体二醇扩链剂对PPG-1000/MDI体系的聚氨酯弹性体的阻尼性能有明显影响。加入含侧甲基和醚键的扩链剂在不同程度上提高了聚氨酯弹性体的阻尼因子(tanδ),拓宽其阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。

浮辊剥离试样按照美国标准ASTMD3167制备。剥离强度、应力和撕裂强度测试在GT-AT-3000型拉力试验机上进行。聚合物结构在AV600型核磁共振仪上进行了测试。实验以氘代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标完成。氘代氯仿的氢原子化学位移设定于7.24× LO-6,碳原子化学位移设定在7.7×10-5,其他原子位移都以他们为参照。

PU/PMMA破坏界面情况利用DigitalInstru-mentsMetrologyGroup原子力显微镜观察。PU/PMMA破坏界面元素组成和化学态分析在ESCALab250型X射线光电子能谱仪上进行。所用激发源为单色化功率为150W的AlKαX射线,实验采用固定通透能模式,各元素的窄扫描谱所用通透能为30eV,步长为0.05eV。谱图的荷电效应用来自烃碳的C1s(284.8eV)峰校正。

PMMA/PU/PMMA复合板材的紫外-可见吸收曲线在Varian5000UV-Vis-NIR型分光光度计上获得。实验时,将未固化的PU浇注到两层3mm丙烯酸酯玻璃做面板制成的模具中, 95℃固化6h。放置1周后测试。透光率和雾度利用WGT-S型透光率雾度测定仪进行。接触角利用OCA20型视频光学接触角测量仪测试。

商品化的H12MDI主要组分是4, 4'位异构体,同时还含有3%~10%的2,4'位异构体。由于H12MDI中有多种异构体,这使得获得PU分子结构的难度大大增加。



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。


对八种PU弹性体的1HNMR和13CNMR谱开展了细致研究,参考文献对谱峰进行了详细解析并逐一归属。[聚四氢呋喃二醇酯-H12MDI-乙二醇]PU的1HNMR和13 CNMR谱。将其谱峰与PU可能的结构进行对照,各H原子的对应关系如下:H11.60,H23.39,H34.02,H4,10 4.55~4.90,H53.75,H61.95,H70.94-1.71,H83.39,H91.07,H114.21(溶剂:CDCl3)。各个C原子的δ值为:C126.47,C270.57,C364.36,C547.05,50.33,C6,725.89~ 33.61,C832.62,33.69,C942.90,44.03,C1162.97,C12155.90,C13155.31(溶剂:CDCl3)

对其他七种扩链剂制得的聚氨酯进行 了1 H-NMR和13C-NMR测试,确定了聚氨酯的分子结构,结果表明反应得到了预期的聚合物:[聚四氢呋喃二醇酯-H12MDI-一缩二乙二醇]聚氨酯、[聚四氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,3丙二醇]聚氨酯、[聚四 氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,2丙二醇]聚氨酯、[聚四 氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,4丁二醇]聚氨酯、[聚四氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,3丁二醇]聚氨酯、[聚四 氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,5戊二醇]聚氨酯和[聚四氢呋喃二醇酯-H12MDI-1,6己二醇]聚氨酯。

以nH12MDI∶nPTMEG-1000=3∶1,异氰酸酯指数R=1来合成。比较PU-EG,PU-1,4-BG和PU-1,6-PG三种弹性体,EG扩链时PU弹性体硬度、定伸强度、拉伸强度和剥离强度均最大,撕裂强度与PU-1,4-BG相当,但是EG扩链时的断裂伸长率最低。这是因为随着扩链剂分子中碳原子数目的增多,弹性体中硬段的密度逐渐变小,硬段相和软段相的相容性变好,相分离效果变差,使PU弹性体力学性能 下降。

将PU-1,3-PG与PU-1,2-PG比较,PU-1,4-BG与PU-1,3-BG比较,发现用非对称的1, 2-PG和1,3-BG反应得到的PU的力学性能比用1,3-PG和1,4-BG反应得到的要差,这是因为前者反应生成的硬段具有带侧基的非对称结构特点,侧基减弱大分子间的作用力,不利于结晶,因此相分离程度减弱,力学性能较差。

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