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聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-29 11:35:02
本文介绍聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体扩链剂

采用不同碳链长度的小分子二元醇扩链剂乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和己二醇合成了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基含能热塑性弹性体(ETPUE)。

通过凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、动态热机械分析测试和力学性能测试研究了不同聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体扩链剂扩链的ETPUE的性能变化规律。

聚叠氮缩水甘油醚基含能热塑性弹性体扩链剂实验结果表明,当碳原子数大于2时,偶数碳扩链剂的ETPUE的氢键化程度较高,力学性能好;奇数碳扩链剂的ETPUE的氢键化程度较低,力学性能较差;碳原子数为2时,由于链段很短,氢键化程度较低,性能较差。己二醇扩链的ETPUE的综合性能最佳。

扩链剂用于生产多种聚合物。扩展直链,以改进物理性质,同时不会产生热固性塑料的缺点(也没有热固性塑料的优点)。扩展交联聚合物的直线嵌段,以改进物理性质。 将直链键合或硬化,以形成既有优点又有缺点的热固性塑料。 

对于聚氨酯来说,预聚物与扩链剂或固化剂发生反应,从而形成最终聚合物。扩链剂与预聚物分子键合在一起,使分子量增加。

扩链剂对硬质和软质嵌段在聚氨酯聚合物中的分布产生直接的影响。结晶和交联的程度也受影响,具体根据扩链剂的结构以及扩链剂是否具有氨基功能或氢氧基功能而定。

热固性塑料链之间形成的键合会限制其移动性和相对位移,从而形成某些优点和弊端。

不熔性:热固性塑料受热会降解,降解时不会通过液态。一般来说,热固性塑料遇火时不滴淌,某种残存物理内聚需要阻隔效应。由于链移动有限,相对位移降低,因此,在温度升高时会导致模量保留。由于链之间键合限制高分子的相对位移,因此,因此可产生较好的蠕变行为。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)产品用途

4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。

软泡

大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。

冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。

硬泡

聚氨酯硬泡  – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。

聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。

涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体

涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。

胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。

软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。



交联过程会延长生产周期,而且往往需要加热,从而增加成本。必须实现交联反应和成型之间的精确平衡,因此加工难度会增加。由于硬化反应不可逆转,致使废料不可回用。

聚氨酯弹性体因其结构特性,具有强度高,弹性好,使用硬度范围宽,以及优异的耐磨性和耐低温等性能, 因此被广泛应用于机械、煤矿、汽车、纺织等的各个领域。

聚氨酯弹性体按其加工方法可分为浇注型,热塑性和混炼型三大类,而浇注型弹性体目前国内是生产厂家最多,制品种类最多,产量较大的聚氨酯弹性体。常用的浇注型聚氨酯弹性体主要有TDI体系和MDI体系两大类。TDI体系一般用芳香族二胺扩链剂(MOCA和DMTDA)制得弹性体,MDI体系常用醇类扩链剂(BDO和HQEE)生成弹性体。在生产过程中,TDI、MOCA毒性较大,生成的制品又含氯元素,所以这种弹性体受到某些地区和一些领域的使用限制,取而代之的是MDI体系的聚氨酯制品。

PTMG/MDI体系浇注型聚氨酯弹性体在制备过程中,如用含苯环的扩链剂,可获得高硬度的聚氨酯材料,采用含有三元醇的扩链剂,除了可降低聚氨酯的硬度,还可在材料上改变弹性体大分子结构,使弹性体增加一定交联,改善聚氨酯弹性体的某些性能。

众所周知,在异氰酸酯类产品中,TDI的活性较低,其—NH2、—OH类的产品都可与之(进行控制反应速度的)交联,通常选择 MOCA、或 1,4—BD、TMP等都为常见。而在活性较高的MDI、PPDI、NDI等系统中,工业上则是需要选择含有—OH的化合物了。这也就有了,所谓的“TDI / MOCA”系列、“MDI / HQEE (或其他含有—OH的化合物)系列之说。

HQEE 与 HER 作为 TDI(或是它的予聚体)的交联剂,在工业上是有 PU弹性体产品的,并有专利报道。MDI / HQEE (或是其他含有—OH的化合物)系列,在采用了 HQEE 或 HER作为交联剂,所制得的 PU 弹性体,其抗张强度、硬度、耐热性以及相关的动态性能等方面,都较之同类(TDI、MDI)系统的制品为好。

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