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聚氨酯/聚脲弹性体的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-3-31 15:36:41
由MDI、PTMG和聚氨酯/聚脲弹性体的扩链剂合成的聚氨酯弹性体,其中PTMG的分子量为2 000,而各组分物质的量之比为MDI:PTMG:BDO=2:1:1。

可通过对聚氨酯/聚脲弹性体的扩链剂的分析来得到m1与m2的比值。由前文可知,PTMG的端基氢由于一端连有酯基,而在聚氨酯/聚脲弹性体的扩链剂中,7号氢一端连有酯基,一端连有烷基,所以PTMG的端基氢与BDO中7号氢的吸收峰重合,而这正说明了7号氢为何不符合裂分规律(裂分为4重峰)。

7、8号氢的积分面积分别为0.25和0.13,其中7号氢多出来的一部分即为PTMG的端基氢,所以m1和m2之比为(0.25-0.13):0.13≈1:1。因此,通过不同的途径得出了相同的结论,即m1和m2之比为1:1,结合聚氨酯分子式,可得到MDI:PTMG:BDO=2:1:1。

在1H-NMR谱图上找出2、3号氢的积分面积,相比即可得到n值。经过分析发现,2号氢对应1H-NMR谱图中的6号吸收峰,积分面积为3.10;3号氢则对应5号吸收峰,积分面积为2.99。由此可计算出n值为28.15,取整为28。将n=28代入化学式,即可求得聚醚分子量为2 034。根据常用PTMG的分子量,可确定该聚醚的分子量为2 000。

从1H-NMR谱图可以看出,MDI中酰胺的N—H键所对应的1号吸收峰为双峰,而依照裂分规律,其应为单峰。这可能是由于R—X与R—Y所连接链段的化学环境不同所致。所以,该裂分双峰的单峰积分面积比即为m1和m2的比值,由积分面积比0.6:0.6,可算出m1和m2之比为1:1。

样品I和样品II的红外吸收峰大致相同,说明二者具有类似的结构,均为聚醚型聚氨酯,且分子结构中含有苯环。两者的主要区别在于,1220 cm-1处氨基甲酸酯基中的═C—O—C伸缩振动吸收峰与1 100 cm-1处醚键C—O—C的伸缩振动吸收峰的积分面积大致相同,而图1中氨基甲酸酯基的═C—O—C伸缩振动吸收峰的积分面积明显小于醚键C—O—C伸缩振动吸收峰。这就说明样品II中氨基甲酸酯基的密度要高于样品I。



4,4'-二氨基二环己基甲烷(脂肪胺固化剂扩链剂PACM,HMDA)用于制备环境友好且透明的脂肪族异氰酸酯,是氨基甲酸酯、聚酰胺树脂、环氧树脂固化剂、用于纺织、造纸、人造革,也可用于染料、医药中间体。



样品II的聚醚多元醇分子量计算过程如下:4np/(4n-4)p=10.93/10.14,从而可得n=13.8,取整为14。将n=14代入化学式,可得聚醚多元醇分子量为1 026。根据常用PTMG分子量,可确定该聚醚多元醇分子量为1 000。这就导致样品II中酰胺键的密度高于样品I,即在IR谱图中对应吸收峰的积分面积相对较大。样品II各成分配比的分析过程亦与样品I相同,分析可得MDI:PTMG:BDO=2:1:1。

综上可知,样品II亦为由MDI、PTMG和BDO合成的聚氨酯弹性体,其中PTMG的分子量为1 000,各组分物质的量之比为MDI:PTMG:BDO=2:1:1。

本研究建立了一种利用红外光谱和核磁共振氢谱分析聚氨酯原料及配比的简便方法,并通过对两种聚氨酯弹性体样品的分析,对该方法进行了验证。验证结果表明:采用该方法能够快速准确地确定聚氨酯弹性体材料的成分及分子内部结构。

随着硬段含量的增加,透气性增加。这是因为随着硬段含量的逐渐增大,水性粒径也逐渐增加,乳液的黏度下降,导致大分子的刚性增加,活性降低,粒子间的堆砌不紧密,结合力减弱,颗粒间的空隙变大,使膜的通透性增加,气体较易穿过胶膜而使透气率增加。

随着涂层厚度的增加,透气率降低。这主要是因为,涂层厚度的增加,薄膜的微孔变少,使得涂层的透气性减小。 ③根据渗水测定,水性聚氨酯涂层耐静水压为928Pa,防水性较好。透湿性也与硬段含量、涂层厚度、烘燥温度有关。

随着硬段含量的增加,织物的透湿量减少。这是由于,随着硬段的含量的增加,水性聚氨酯乳液中的亲水基团减少,传递水分子的基团减少,导致透湿量降低。同时,分子链刚性的增加,活性减弱,限制了亲水链段的活动,减少了与水分子结合的机会。涂层厚度越厚,则透湿性能越差。


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