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聚氨酯的扩链交联剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-19 18:15:08
聚四氢呋喃又称聚四亚甲基醚二醇(PTMG),化学结构式HO[(CH2)4O]nH,是由四氢呋喃开环聚合得到的端伯羟基直链均聚醚。

为了使制品物性优良,正品率高,重复性好,常采用预聚体法工艺生产CPU:先将聚醇和异氰酸酯进行预聚反应,制成端NCO基的聚氨酯预聚体,再与聚氨酯的扩链交联剂反应制成CPU。由于反应分两步进行,扩链反应时放热低,反应速度易于控制,制得的聚氨酯分子链段排列比较规整。

目前工艺最成熟、技术最可靠的是采用TDI预聚体以MOCA、作为交联剂的生产方法。由预聚体中-NCO的多少来调节制品硬度。因为以MOCA为聚氨酯的扩链交联剂时,扩链系数(NH2和NCO的摩尔比)为0.85-0.95,即其聚氨酯的扩链交联剂配比计量精度稍有误差时,对制品物性影响较小。

原料:PPG聚氧化丙烯二醇(聚丙二醇)。聚醚多元醇分子结构中,醚键内能较低,并易于旋转,故由它制备的聚氨酯材料低温柔性佳,耐水解性优良,但机械性能不如聚酯型聚氨酯。

该聚合物分子排列紧密,密度高,由于它具有醚键,因而具有良好的柔顺性和耐水解性;它不含不饱和键,因而具有耐老化性能。常用PTMG相对分子量为600-5000,随相对分子量增加,室温下其状态由粘稠状液体变化为蜡状固体。

聚氨酯弹性体常用相对分子量为650,1000的PTMG。(相对分子量1800,2000的PTMG常用于生产氨纶)由于PTMG制成的聚氨酯弹性体具有较高模量和强度,优异的耐水解性、耐磨性、耐霉菌性、耐油性、动态性能、电绝缘性能和低温柔性等,特别适合用于汽车配件、电缆、薄膜、医疗器材、高性能胶辊、耐油密封体以及用于水下、地下、矿井及低温场合的制品。

工艺和原料。软段相对分子量(Mn)对弹性体物性的影响:聚氨酯弹性体是由相对分子质量大的聚醇软段和相对分子质量低的二异氰酸酯与二胺或二醇合成的硬段所构成的弹性体。软段提供弹性体的韧性、弹性和低温性能;硬段贡献弹性体的刚性、强度和耐热性能。

PTMG(Mn=1000)的CPU硬度、拉伸强度、300%的定伸应力和撕裂强度均大于PTMG(Mn=1500和Mn=2000)的CPU。其主要原因是当预聚体中的NCO基质量分数相同时, PTMG1000-CPU加入TDI的数量相对比PTMG2000-CPU多,即CPU中硬段含量增加,使弹性体中苯环、脲基、脲基甲酯基和氨基甲酯基增加,导致1000-CPU的硬度、拉伸强度和撕裂强度提高。(2000-CPU的冲击弹性优于1000-CPU)。



间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)-固体

化学名称:间苯二酚- 双(β-羟乙基)醚,间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)-固体

商品名称:HER(Hydroxyethyl Ether of Resocinol)

分子式:C10H14O4   分子量:198.22

物化性能:白色结晶状粉末

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。



在PTMG结构中,醚键之间是4个碳原子的直链烃基,偶数碳原子的烃基互相排列紧密,分子间的引力太,故PTMG类CPU不仅具有良好的低温弹性和耐水解性能且机械强度也很高。由PTMG制得的预聚体在加工温度下粘度较低,釜中寿命较长,有较佳的加工成型性能,是一种高档的CPU。

但因PTMG价格较贵,使其应用受到一定限制。近年来我国聚四氢呋喃生产得到飞速发展,预计2007.;年我国聚四氢呋喃的总产能将达到15.5万吨/年,超过美国的10.7万吨/年,成为世界第一大聚四氢呋喃生产大国。预计我们四氢呋喃型聚氨酯弹性体将会快速发展。

以四氢呋喃一氧化丙烯共聚醚TDI及MOCA为原料可生产浇注型透声胶。它无硫、透明、透声,用作水声换能器的透声包复时,可展宽平坦部份的频带,降低起伏,避免或降低因使用多层声学材料而引起的灵敏度损失等弊病,可提高水声装备的可靠性,并能简化水声系统的结构设计。

添加PPG对PTMG弹性体的影响,为了降PTMG、弹性体的硬度和原料成本,常在PTMG聚醚中加入部份PPG聚醚。添加PPG质量分数5~25%时,物性下降不明显,当掭加PPG达到40%以上时,则CPU的硬度和拉伸强度明显下降。

而原料体系粘度低,易与异氰酸酯反应生成线型聚氨酯。相对分子量为1000和2000的PPG,国内俗称210聚醚和220聚醚。


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