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聚氨酯扩链剂与异氰酸酯

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-1 14:16:26
所有聚氨酯弹性体中,多元醇、扩链剂的种类、NDI在配方中的用量以及异氰酸酯指数等均会在很大程度上影响聚氨酯的性能。

多元醇作为软链段,聚氨酯扩链剂与异氰酸酯作为硬链段,软链段的柔顺性和结晶性能、聚氨酯扩链剂与异氰酸酯的硬链段的刚性和体积大小、软链段和硬链段的比例及主链中所含的各种基团对热、氧、水、油等环境因素的抵抗能力决定了聚氨酯的性能。

由聚己二酸乙二醇丁二醇酯制得的聚氨酯的性能略低于由聚己二酸乙二醇酯制备的聚氨酯性能。这是因为,聚己二酸乙二醇丁二醇酯是一种混合二元醇聚酯,它的使用减小了PU的结晶性,从而使产品的低温性能得以改善。

由己二酸系聚酯和聚碳酸酯制备的聚氨酯的机械性能好于由聚四氢呋喃醚制备的聚氨酯。各种多元醇制备的聚氨酯各有特点,采用PTMEG(聚四氢呋喃醚二醇)制得的聚氨酯的耐水解性能要好一些,由聚己内酯制备的聚氨酯的机械性能、水解稳定性和耐低温性能均比己二酸系聚酯系多元醇优良,由聚碳酸酯二醇制得的聚氨酯具有优良的耐候性、耐水解特性和耐磨性。

NDI用量及异氰酸酯指数的影响。随着NDI用量的增加,制备聚氨酯时的釜中寿命显著缩短,聚氨酯的硬度、300%定伸强度、撕裂强度明显提高,断裂伸长率降低, 20℃、70℃和100℃时的压缩永久变形变小,弹性降低。

姜文英等以1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为原料制备了聚氨酯预聚体,再与匀泡剂(L580)、扩链剂和去离子水反应制得NDI型聚氨酯微孔弹性体,并研究了聚氨酯扩链剂与异氰酸酯指数对其性能的影响。

随着异氰酸酯指数的增加,聚氨酯微孔弹性体的压缩强度逐渐增大。但异氰酸酯指数过高,会使材料工艺性能下降,因此异氰酸酯指数一般为1.2~1.3。

同时将TMP与1, 4-BD作为扩链剂使用,可制得硬度较低的制品;使用2, 3-BD作为扩链剂时,可大大延长釜中寿命,改善工艺性能。这 是由1, 4-BD所具有的伯羟基与2,3-BD所具有的仲羟基的反应活性不同而造成的。

通过TG分析也得到了相似的结果,即聚氨酯弹性体的耐热性能从优到劣依次为NDI体系、 PPDI体系、TO-DI体系、MDI体系。不同聚氨酯进行的动态力学机械性能分析结果表明, TODI、NDI体系聚氨酯的动态力学性能优于PPDI和MDI体系。

合成聚氨酯的主要原料是有机多元异氰酸酯和端羟基化合物。



产品名称:4,4'-二氨基二环己基甲烷(脂肪胺固化剂扩链剂PACM,HMDA)

分子式:C13H26N2

产品描述:PACM(4,4-二氨基二环己基甲烷)为一种无色透明至微黄色的脂环族二元伯胺,有胺味,可溶于其他溶剂。

活泼氢当量:52.5

分子量:210.3

CAS: 1761-71-3

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。



应用于聚氨酯树脂的有机多元异氰酸酯,按-NCO基团的数目可分为二元异氰酸酯、三元异氰酸酯及聚合型异氰酸酯三大类。其中最重要的是甲苯二异氰酸酯,共有3种规格:

TDI一100:含100%的2,4一甲苯二异氰酸酯。

TDI一80:含80%的2,4一甲苯二异氰酸酯,20%的2,6一甲苯二异氰酸酯。

TDI一65:含65%的2,4一甲苯二异氰酸酯,35%的2,6一甲苯二异氰酸酯。

这3种规格的TDI是由于原料甲苯二胺的制法不同分别制得的。

端羟基化合物有两类,即端羟基聚酯和端羟基聚醚。

①端羟基聚酯二元酸和过量的二元醇经混缩聚反应制得,其相对分子质量为1000~3000的蜡状或液态低聚物。

②端羟基聚醚端羟基聚醚是以环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃等环氧化合物为单体,用丙二醇、丁二醇、甘油等化合物为起始剂,经离子开环聚合反应制得。

如端羟基聚四氢呋哺的制备:四氢呋喃为五元环单体,环张力较小,聚合活性较低,反应速度较慢,在较强的含氢酸高氯酸催化作用下,用醋酸酐作载体,进行阳离子开环聚合,可以合成相对分子质量为1000~3000的端羟基聚四氢呋喃。


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