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聚氨酯用扩链交联剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-9 23:48:23
聚氨酯泡沫塑料是交联型聚合物,其中软制裁泡沫塑料由长链聚醚(或聚酯)二醇及三醇与二异氰酸酯及聚氨酯用扩链交联剂制成,具有较好的弹性、柔软性。

硬质泡沫塑料由高官能度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯(PAPI)、聚氨酯用扩链交联剂等制成,由于很高的交联度和较多刚性苯环的存在,材料较脆。有研究表明,随着脲基甲酸酯、缩二脲等基团的增加,软质聚氨酯泡沫塑料的耐疲劳性能下降。

线性聚氨酯(弹性体)的分子量在一定程度内对力学性能有较大的影响,分子量的增加,则聚氨酯材料的拉伸强度、伸长率和硬度增加,而在有机溶剂中溶解性下降。对高交联度的聚氨酯材料,如泡沫塑料、涂料等,分子量并非影响其性能的主要因素。聚氨酯用扩链交联剂对聚氨酯泡沫塑料的性能有重大影响。

温度对聚氨酯分子形态结构有影响,并影响到材料的性能。聚氨酯的初始反应温度可影响分子结构的规整性;热熟化即使反应基团完全反应,又使得基团和链节有机会排列有序;较高温度反应,可使得线性分子链形成少量支化和交联;而常温后熟化或低温放置,可使得聚合物分子链间形成氢键,并生适度的相分离,有利于性能的提高。

聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不相同。表2-12列出了各种低聚物种类与其聚氨酯性能的关系。

极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。因为,聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基,这种聚氨酯内部不仅硬段间能够形成氢键,而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键,使硬相能更均匀地分布于软相中,起到弹性交联点的作用。在室温下某些聚酯可形成软段结晶,影响聚氨酯的性能。

聚酯型聚氨酯的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。聚四氢呋喃(PTMEG)型聚氨酯,由于PTMEG规整结构,易形成结晶,强度与聚酯型的不相上下。

一般来说,聚醚型聚氨酯,由于软段的醚基较易旋转,具有较好的柔顺性,优越的低温性能,并且聚醚中不存在相对易于水解的酯基,其耐水解性比聚醚型好。聚醚软段的醚键的α碳容易被氧化,形成过氧化物自由基,产生一系列的氧化降解反应。

以聚丁二烯为软段的聚氨酯,软段极性弱,软硬段间相容性差,弹性体强度较差。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


含侧链的软段,由于位阻作用,氢键弱,结晶性差,强度比相同软段主链的无侧基聚氨酯差。

软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响,一般来说,假定聚氨酯分子量相同,其软段若为聚酯,则聚氨酯的强度随作聚酯二醇分子量的增加而提高;若软段聚醚,则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降,不过伸长率却上升。

这是因为聚酯型软段本身极性就较强,分子量大则结构规整性高,对改善强度有利,而聚醚软段则极性较弱,若分子量增大,则聚氨酯中硬段的相对含量就减小,强度下降。

软段的结晶性对线性聚氨酯链段的结晶性有较大的贡献。一般来说,结晶性对提高聚氨酯制品的性能是有利的,但有时结晶会降低材料的低温柔韧性,并且结晶性聚合物常常不透明。为了避免结晶,可打乱分子的规整性,如采用共聚酯或共聚醚多元醇,或混合多元醇、混合扩链剂等。

聚氨酯的硬段由反应后的异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成,含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等强极性基团,通常芳香族异氰酸酯形成的刚性链段构象不易改变,常温下伸展成棒关状。硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及高温性能。

异氰酸酯的结构影响硬段的刚性,因而异氰酸酯的种类对聚氨酯材料的性能有很大影响。芳族异氰酸酯分子中刚性芳环的存在、以及生成的氨基甲酸酯键赋予聚氨酯较强的内聚力。对称二异氰酸酯使聚氨酯分子结构规整有序,促进聚合物的结晶,故4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比不对称的二异氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的内聚力大,模量和撕裂强度等物理机械性能高。

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4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)  http://www.yaruichemical.com