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抗菌材料扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-22 11:37:57
本文介绍抗菌材料扩链剂

用自制抗菌母料AMB与PLA,TDI热机械共混制得PLA/AMB/TDI纳米复合抗茵材料.研究了抗菌材料扩链剂TDI不同含量对纳米复合材料的抗菌性能和力学性能的影响.

结果表明,抗菌材料扩链剂TDI质量分数在0.5%~1.5%内,随着TDI含量的增加,复合材料对大肠杆菌的抗茵性能逐渐减弱,但仍为强抗茵材料;拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度逐渐增加,断裂伸长率先增加后减小.

当抗菌材料扩链剂TDI质量分数为2.5%时,纳米复合抗菌材料的综合性能最好,与PLA/nanoZnO/CCA相比,其拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和弯曲强度分别提高了7.9%、147.6%、29.4%和22.0%,抗茵率从99.9%减为99.1%,仍为强抗茵材料。

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。

异氰脲酸酯结构的合成与表征。控制TDI-100的加入量使预聚体中NCO基团过量,加入三聚催化剂,生成异氰脲酸酯基团。改变扩链系数(即改变扩链剂的加入量),合成出一系列的聚氨酯脲弹性体。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


预聚体NCO基团含量为4%的聚氨酯脲弹性体的红外光谱图。合成的聚氨酯脲弹性体内可能存在异氰酸酯、二聚体、异氰脲酸酯、碳化二亚胺等结构。未出现异氰酸酯吸收峰(2250~2270cm―1)、碳化二亚胺吸收峰(2130cm―1 )、二聚体吸收峰(1755~1780cm―1 ),在1719cm―1和1417cm―1处出现异氰脲酸酯吸收峰,因而可以定性确知所制材料是含有聚异氰脲酸酯结构的聚氨酯脲弹性体。

扩链系数对异氰脲酸酯改性PUU性能影响。扩链系数f是扩链剂(MOCA)中氨基的数量与预聚体中NCO的数量的比值,实际操作中由于微量的水分及空气中湿气消耗NCO基团,通常扩链系数在小于1时弹性体性能达到最佳值。异氰脲酸酯能够提高聚氨酯脲弹性体的耐热性,但同时对聚氨酯脲弹性体的其他性能有一定的影响。

通过改变扩链系数,考察异氰脲酸酯改性的聚氨酯脲弹性体力学性能的变化规律,随着扩链系数的增加,拉伸强度、撕裂强度先增加后减少,当扩链系数为0  8时均达到最大值,分别为27?64MPa和90kN?m―1。当扩链系数为0?8时,NCO基团和扩链剂中氨基当量配比达到最佳值,分子量较大,硬段含量较高,分子链规整性好,拉伸和撕裂时大分子链可发生取向,因而弹性体的拉伸强度和撕裂强度达到最大值;当扩链系数低于0?8时,NCO基团过量较多,虽然可进行三聚反应,生成异氰脲酸酯基团,形成一定的化学交联,但大分子平均相对分子量仍然太小,拉伸时大分子链发生取向程度低,试片较软,拉伸强度和撕裂强度较低;当扩链系数大于0?8后,硬段含量较高,大分子平均相对分子量增大,试片较硬,但由于MOCA过量及引起的增塑效应,降低弹性体内的化学交联度及氢键强度,引起拉伸强度和撕裂强度降低。

随着扩链系数f的增加,100%定伸应力在f=0?6时达到极大值6?23MPa。扩链系数较低时,由于NCO基团过量较多,异氰脲酸酯引起的化学交联对弹性体的定伸模量贡献较大,因此,100%定伸应力在较低的f=0?6时达到最大值。但是如果扩链系数太低,大分子平均相对分子质量太小,定伸应力不高;当f>0?6,硬段含量较高,化学交联逐渐减少,引起100%定伸应力有所下降。扩链系数对 PUU硬度的影响曲线可以看出:在f<0?6,PUU硬度增幅较平缓,f>0?6,硬度迅速提高。这可能是由于f>0?6后,随着扩链剂的增加,分子量增大,硬段含量增加,所以硬度提高较快。

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