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聚氨酯弹性体用混合扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-28 11:39:43

本文介绍聚氨酯弹性体用混合扩链剂

将傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)引入聚氨酯成型试样性能测试中,通过研究聚氨酯微观结构中的氢键化程度考察了硫化条件对聚氨酯结构与性能的影响。同时研究了柔性链、刚性链聚氨酯弹性体用混合扩链剂的并用制备新型聚氨酯弹性体。

对聚氨酯弹性体材料的进行分析测试,同时利用Coleman理论计算C=O和N-H的氢键化程度。聚氨酯弹性体试样的微观结构的氢键化程度和宏观力学性能具有一致性,即氢键化程度越高,材料宏观力学性能越高。

结果表明在一定温度下聚氨酯试样氢键化程度随着后硫化时间的延长呈现极大值,宏观力学强度也有一致的变化趋势。经100℃×9hrs后硫化条件的试样N-H氢键化最大值百分比可达94.74%,C=O氢键化最大值为51.91%,拉断强度最大值为16.9MPa,撕裂强度最大值为26.7kN/m。

采用预聚体法,THEIC/TIPA混合扩链剂制备聚氨酯弹性体,当n(THEIC):n(TIPA)为3:2时,试样的拉断强度和撕裂强度较高,分别为28.5MPa和43.8kN/m-1。但在80℃和100℃的恒温环境中,聚氨酯弹性体用混合扩链剂试样力学性能比纯组分扩链试样低,硬度、拉断强度和撕裂强度的性能保持率均最低。而DSC和TG热分析结果表明,混合扩链试样的热分解温度最高,这表明其交联结构更为完整。

乳胶粒子形态及粒径分析。3种乳液的乳胶粒子基本上为球形;样品Ⅰ粒径在40nm左右,样品Ⅱ粒径在60nm左右,在样品Ⅲ中出现了粒径双分布,小粒径和样品Ⅰ的粒径接近,大粒径和样品Ⅱ的粒径接近,说明一步扩链法中亲水基团在分子链中的分布是无规的,粒径存在双分布。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


DMA分析。在-100~-50℃和25~110℃出现了2个模量快速下降阶段,储能模量的快速下降表明某些分子链节的活动能力加强,在-55~-45℃处的损耗峰,与PU软段的运动相对应;在50~75℃处的损耗峰与PU硬段的运动相对应。

在-100~-50℃处的峰为聚氨酯软段运动形成的损耗模量峰,3种扩链方式对聚氨酯软段微区的影响较小;在25~110℃处的峰为聚氨酯硬段运动形成的损耗模量峰,氨基甲酸酯中的N—H大部分能形成氢键,其中大部分是与硬段中的CO形成的,小部分是与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的,在氢键作用下构成了物理交联网络。

在一定温度范围内,物理交联网络的存在牵制了硬段链节的运动,使得在软段损耗峰后出现了一个较长的橡胶平台,氢键化程度越大,平台越长;当温度达到一定值时,氢键被破坏,物理网络消失,储存模量迅速下降。可以看出样品Ⅰ的平台最长,样品Ⅱ和Ⅲ次之,说明样品Ⅰ的氢键化程度高于后两者的氢键化程度。
TGA分析比较。在N2氛围下,1#、2#样品分别在339.1℃与354.8℃出现小的失重平台,而1#样品在395.4℃出现尖锐的热失重峰,2#样品在404.1℃出现热失重峰。1#样品在351.1℃、406.9℃出现两个明显的失重峰,2#样品只在357.5℃出现明显的失重峰。

PUE的热分解是一个非常复杂的过程,随着温度提高,分子链间的氢键开始断裂,接着分子链上的基团根据各自耐热性的好坏依次开始分解,并产生一些活性自由基,还伴随着分子结构的重组。小的失重平台是由于PUE内未交联或已交联的低相对分子质量的物质发生热分解。尖锐的失重峰是PUE内规整的交联结构发生裂解。

在空气氛围下,热失重过程还包括氧化反应,1#样品第1个失重峰为未交联或已交联的较低相对分子质量物质受热分解并发生氧化反应,第2个失重峰是规整交联结构发生氧化、裂解的失重。而2#样品分子间结合力较1#强,低相对分子质量物质含量较少,但硬段部分还有较多乙基等耐热性能较差的基团,一旦分子链间的氢键断裂,分子结构的氧化、分解反应迅速。

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