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聚氨酯弹性体混合类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-5-6 14:32:16
研究聚合温度、—NCO/—OH摩尔比以及聚氨酯弹性体混合类扩链剂HQEE/BDO质量比对TPU力学和动态力学性能的影响。

实验结果表明:随着聚合温度的提高,TPU的拉伸强度和撕裂强度提高,聚合温度为120℃时TPU的力学性能最好;随着—NCO/—OH摩尔比的提高,TPU的拉伸强度提高,撕裂强度先增加然后降低,压缩永久变形先降低然后增加,微相分离程度降低,弹性滞后增加;随着聚氨酯弹性体混合类扩链剂HQEE/BDO质量比的增加,TPU的硬度、回弹率逐渐增加,拉伸强度和撕裂强度先增加后降低,压缩永久变形先降低后增加,微相分离程度提高,弹性滞后减小,当聚氨酯弹性体混合类扩链剂HQEE/BDO质量比为80/20时TPU的压缩永久变形(80℃×70h)最低为21%。

热塑性聚氨酯弹性体具有高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能。20世纪90年代末期至21世纪初国内引进多条热塑性聚氨酯弹性体生产线,主要用于密封垫、密封橡胶和制鞋业等生产。

国内外近年来对聚氨酯弹性体研究比较活跃,有许多新品种值得关注,如:

采用纳米金属氧化物和无机盐作为抗静电材料制备的抗静电聚氨酯弹性体,或者采用在聚氨酯材料中加入本征导电高分子,经过分散复合、层积复合等方式得到共混物,今后研究重点是解决本征导电高分子与聚氨酯弹性体的相溶和成型问题。

耐高温聚氨酯弹性体,选择异氰酸酯和扩链剂等原料加以改善,如脂肪族的CHDI(1,4-环己烷二异氰酸酯)和HDI(六亚甲基二异氰酸酯)比常用的芳香族MDI和TDI耐热性好,尤其是以CHDI制备的聚氨酯弹性体具有较好加工性和优异耐高温和耐水解性能液晶聚氨酯弹性体,近年来液晶聚氨酯弹性体研究比较活跃,该类弹性体材料是含有刚性棒状等形状的介晶基元及活性端基的聚合物,主要的封端基团有马来酰亚胺基、异氰酸酯基、环氧基等基团。



理化指标:2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA)是一种无味,白色结晶,易溶于水、甲醇、二甲基甲酰胺等,难溶于丙酮、苯、甲苯等。。新戊基结构使它有良好的耐热性、耐水性和颜色稳定性,它既具有醇的性质,又具有羟酸化合物的性质结构又赋予它一些特殊用途。

2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA)用途:DMPA是一种既有羟基又有羧基基团, 多功能受阻的二元醇分子,自由酸基团在与碱中和后,能积极提高树脂的水溶性或分散性能;引入极性基团,改进涂料的附着力和合成纤维的染色性能;增加镀膜的碱溶性。DMPA是一种多用途的有机原料。本产品在水性聚氨酯制造中既是扩链剂,又能使聚氨酯获得自乳化性能,可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯;还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂,是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品;用作改进聚酯树脂的添加剤;用作制造光敏树脂和液晶的原料;用于环氧酯涂料、聚氨酯弹性体及粉末涂料;用于制造磁性记录材料及其粘合剂,以生产录音磁带、录像磁带、计算机磁带、数据记录磁带和磁卡等。



液晶聚氨酯弹性体具有良好的机械、热稳定性能,作为改性剂可以提高材料的韧性和强度。国内湘潭大学合成的含有端酚羟基及柔性(CH2)6链段的液晶聚酯,再与2,4-甲苯二异氰酸酯及甲苯二异氰酸酯-乙二醇加成物进行封端反应,成功制备了液晶聚氨酯弹性体,引起国内业界的关注。

高阻尼聚氨酯弹性体,目前全球高阻尼材料品种很多,其中研究最多的就是高阻尼聚氨酯弹性体。美国科研人员开发的聚氨酯-聚苯乙烯-二乙烯苯同时互穿的聚合物网络高阻尼材料在高温下阻尼性能优异。在汽车、国防、军工等领域对高阻尼材料性能要求和数量需求越来越高,性能优良的高阻尼聚氨酯弹性体成为今后聚氨酯弹性体材料开发的热点和重点。

此外还有一些如生物降解弹性体、聚烯烃改性的聚氨酯弹性体、形状记忆聚氨酯弹性体等。

Heitmiller假定聚合物共混物熔体在流动中呈同心层状的形态结构,当分散较好,层数很多使得近似公式为:

??1/ηm=W1/η1+W2/η2

式中ηm、η1、η2是共混物和各组分的粘度,W1、W2是各组分的重量分数,可见,共混物的粘度与各组分的粘度和重量比相关。共混物的相容性也能影响聚合物的流动性,相容性差,流动性有改善的倾向,但会使力学性能下降较大,所以一般采用流动性好且相容性好的聚合物进行共混,以保持力学性能和流动性的平衡。

聚氨酯弹性体是强极性共聚物,与上述提到的几种极性的热塑性弹性体均具有较好的相容性。其共混物均具有较佳的性能平衡。


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