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聚氨酯亲水类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-28 15:46:02
研究反应物配比对聚氨酯亲水类扩链剂扩链产物特性粘数的影响。随着合成时ε-己内酯摩尔比例的增加,聚氨酯亲水类扩链剂扩链产物的特性粘数呈现先上升再减小的趋势.可能原因是开始由于ε-己内4-丁二醇环化生成四氢呋喃酯的加入,使得副反应受到抑制,特性粘数增大;随着ε-己内酯摩尔含量的增加,由于ε-己内酯是环状内酯,反应时首先需要开环,需要更高的能量,而且其相对于链状二元酸特别是丁二酸等,有更强的空间位阻,阻止了共聚物分子量的进一步提高。

扩链反应温度对聚氨酯亲水类扩链剂扩链产物特性粘数的影响。随着扩链反应温度的升高,产物的特性粘数先上升后下降.当温度为110℃时,产物的特性粘数最大。

扩链反应温度对扩链剂扩链产物分子量的影响可以从以下方面进行解释:扩链剂的聚氨酯亲水类扩链剂N聚氨酯亲水类扩链剂C聚氨酯亲水类扩链剂O基团与预聚物的活性基团聚氨酯亲水类扩链剂OH发生反应后,生成聚氨酯亲水类扩链剂NH聚氨酯亲水类扩链剂CO聚氨酯亲水类扩链剂O基团。

聚氨酯亲水类扩链剂NH聚氨酯亲水类扩链剂CO聚氨酯亲水类扩链剂O基团氮原子上的活泼氢仍然能够与聚氨酯亲水类扩链剂N聚氨酯亲水类扩链剂C聚氨酯亲水类扩链剂O基团发生反应,当氨酯键上的活泼氢同聚氨酯亲水类扩链剂N聚氨酯亲水类扩链剂C聚氨酯亲水类扩链剂O发生反应时,共聚物的分子链就会产生支化,支化后,支链上带有活泼氢的氨酯键与聚氨酯亲水类扩链剂N聚氨酯亲水类扩链剂C聚氨酯亲水类扩链剂O基团继续发生反应,共聚物就会出现交联.支化反应程度与扩链反应温度有关。

TDI活性较高,在短时间内急剧反应引发交联,反应无法继续可以看出聚合反应温度上升到110℃后,反应后部分产物不溶于溶剂,这样得到的扩链产物的分子量不高;当温度过低时,反应持续的时间较长,在一定时间内,反应物中只有部分发生扩链反应,而其余部分仍保留原有形态,最终扩链产物也无法得到较高的分子量。



2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂DMBA)用途:DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(DMBA)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!



红外光谱分析。1727cm-1为羰基的伸缩振动吸收峰,1157cm-1为酯基中C聚氨酯亲水类扩链剂O的伸缩振动。3357cm-1为N聚氨酯亲水类扩链剂H键的伸缩振吸收峰,证明了酯基的存在.2953cm为亚甲基的伸缩振动吸收峰,而1530cm则对应于N聚氨酯亲水类扩链剂H的弯曲振动,这两个吸收峰证明了聚丁二酸丁二醇酯ε-己内酯(PBSCL)的确与TDI发生了反应。

可以观察到3组特征峰:δ=4.1处的峰对应丁二醇上与酯基相邻的2个亚甲基上的质子3的化学位移;δ=1.7处的峰对应丁二醇上不与酯基相邻的2个亚甲基上的质子1的化学位移;δ=2.7处的峰对应丁二酸上亚甲基上的质子2的化学位移。

CL组分的比值可由峰3和峰6的强度比计算得出,P20样品中CL相近重叠,所以并未标识.样品中BS、的摩尔百分比为22%,与实际投料比相差不超过5%,所得产物为预计产物。

共聚物热性能分析。扩链改性共聚物的熔融温度随着共聚组分ε-CL的增加而降低,当共聚组分PBS的DSC曲线有明确的熔点峰,达到30%的时候,共聚物的熔点降低到83.34℃,随着CL摩尔含量PBSCL的熔点峰逐渐变小,的增加,非晶区增大,原因在于共聚体系中加入了柔顺性良好的ε-CL,使得PBS高分子链的规整性被破坏,导致了共聚物熔点的降低。

己内酯的引入降低了PBS的结晶度,从62.2%降低至23.9%,最终熔融温度仍然在90℃以上,变化不大.PBSCL非晶区的增大有利于增强高分子链之间的流动使得溶液分子能更容易渗透进入聚酯分子链间引发水解反应;又因为引入的ε-CL本身也具有优性,PBSCL的降解性能得到大幅提高。

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