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聚氨酯微孔类弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-27 15:46:00
聚氨酯微孔类弹性体扩链剂改为单独使用GE-303时,材料从模具中取出时极易折断,无法达到实验要求。这可能是因为聚醚多元醇GEP-330N是三官能度聚醚,再引入三官能度的聚氨酯微孔类弹性体扩链剂GE-303后,网络交联点过多,而缺乏二官能度扩链剂的线性扩链,使材料表现为脆,易折断。

通过上述情况分析对比,在总聚醚多元醇100份(聚醚多元醇D∶GEP-330N=75∶25),水为0.3份下,观察BDO和GE-303混合扩链交联剂对PUME动静刚度比的影响。

随着聚氨酯微孔类弹性体扩链剂含量的增加,材料的动静刚度比也是先减小后增大。在GE-303和BDO加入量均为10份时,材料的动静刚度比最低为1.34。这可能是由于BDO用量在10份时,即材料交联恰到好处时,引入三官能度扩链交联 剂GE-303使软链段网络交联更加充分,软链段与硬链段的两相相互咬合最佳,内能消耗最小,动静刚度比达到最小。

水用量过多会使材料密度降低,形成更多的开孔结构,降低了孔壁强度,影响材料的尺寸稳定性。实验以总聚醚多元醇100份(聚醚多元醇A∶GEP-330N=75∶25),扩链交联剂BDO8份,研究了水用量在0.1~0.4份时对PUME的动静刚 度比的影响。

水用量在0.1~0.4份的范围内PUME的动静刚度比均大于1,且水量对PUME的动静刚度比影响较小。这是由于PUME可以被认为是聚氨酯和微孔的复合体,聚氨酯具有粘弹性,在外力作用下,其形变跟不上应力作用,从而宏观上表现为在动态加载条件下形变位移比静态时较小,即动刚度大于静刚度,比值大于1。

而水在本实验中的主要作用是产生气泡形成微孔,微孔中的空气可以看成纯弹性的弹簧,弹簧的动静刚度比是1,所以在一定范围内水量对整体PUME的动静刚度比影响不大。通过动静刚度比数据分析和实际材料尺寸测量,实验发现当水量为0.3份时,材料动静刚度比相对较低,发泡倍率适宜,尺寸稳定且静刚度合适。



外观:白色粉末

铁(PPM)≤5

羟基含量%≥99

钠(PPM)≤10

羟值,mgKOH.g-1:728~782

钾(PPM)≤100

熔点°C≥108°C

磷(PPM)≤10

色度(PT-CO)≤150#

硅(PPM)≤1

水份%≤0.3

硫酸根离子(PPM)≤10

灰分%≤0.03

残醛%≤0.03

酸值mgKOH/g:374.3-378.2

丙酮-三乙胺溶解试验:澄澈透明

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!



聚合物多元醇对动静刚度比的影响。一般来说,聚合物多元醇对聚氨酯微孔弹性体 的作用主要是两个:一是它的分散相固体微粒在发泡过程中附着在泡孔壁上,起弱化泡孔膜作用,增加开孔率,较少收缩,改善发泡工艺;二是起成核剂作用,使气泡均匀,从而改善发泡工艺。考虑到聚合物多元醇的上述优点,在聚醚多元醇D和GEP-330N总量与比例不变的情况下,加入聚合物多元醇改变发泡工艺来降低材料的动静刚度比。

引入聚合物多元醇后,动静刚度 比也是先减小后增大,当聚合物多元醇加入量为10份时,动静刚度比最小为1.24,这可能是因为聚合物多元醇用量在10份时,材料的发泡最均匀且开孔率高,泡空膜被弱化,从而降低空气与气泡壁的摩擦,减少动载下的机械能损失,使材料的动静刚度比进一步降低。

通过实验表明,总聚醚多元醇100份(聚醚 多元醇D∶GEP-330N=75∶25)下,聚合物多元醇、BDO、GE-303和水的用量分别为10份、10份、10份和0.3份时,可制备出较低动静刚度比的PUME,其 动静刚度比最低可达到1.24,完全可以应用在高载荷高频率减震材料的制造中。

以液化MDI(MDI-100LL)、聚合物多元醇、聚醚多元醇、1,4-丁二醇和水为原料,采用预聚法制备了动静刚度比较低的可应用于高速铁路的聚氨酯微孔弹性体,并对影响其动静刚度比的主要因素进行了研究。

结果表明,当NCO质量分数为6%~7%,水作发泡剂,采用BDO和GE-303的混合扩链剂时,适当加入10份的聚合物多元醇,聚氨酯微孔弹性体的动静刚度比为1.24,适用于高速铁路微孔垫层。

高速铁路没有道砟提供钢轨与路基间的缓冲,为减小动车组通过时无砟轨道刚性结构混凝土轨道板对钢轨的反冲击以及降低对沿线环境造成的噪音污染,普遍在钢轨扣件上使用了微孔垫层。为保证微孔垫层有良好的缓冲减震效果,各国高速铁路相关技术条件中均规定其应有较低的动静刚度比ξ,目前多数国家的高速铁路要求其值小于1.35。


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