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扩链交联剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-4 23:20:47
本文分析扩链交联剂对微孔弹性体动静刚度比的影响。扩链交联剂主要包括二官能度的扩链剂和三官能度以上的交联剂,此处统称扩链交联剂,它主要是通过改变分子的交联程度,有效降低动载时机械能转化为内能,从而降低PUME的动静刚度比。

实验以总聚醚多元醇100份(聚醚多元醇D∶GEP-330N=75∶25),水用量0.3份,分别尝试了向体系中加入 二官能度的BDO和三官能度的GE-303。表2为无添加GE-303,添加不同量的BDO扩链剂对PUME 动静刚度比的影响。

随着BDO用量的增加,材料 的动静刚度比先减小后增大。当BDO用量为10份时,材料的动静刚度比最低,为1.36。这可能是因为聚醚型微孔聚氨酯弹性体是一种含软链段和硬链段的嵌段聚合物,由于两种链段的热力学不相容,通常会产生相分离,当BDO用量小于10份时,分子交联度不够,软链段分子链滑动较大,宏观上表现为形变滞后于应变,动静刚度比大,而当BDO用量大于10份时,分子交联密度过高,软硬段分子链排列混乱,致使材料在动载时内能增大,动静刚度比增大。

当扩链交联剂改为单独使用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,再引入三官能度的扩链交联剂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。

随着混合扩链交联剂含量的增加,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。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(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。


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。

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。

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