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扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用 二乙基甲苯二胺

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-8-20 12:07:06
扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:分别采用三乙醇胺(TEOA)、二乙醇胺(DEOA)和甘油(GLY)三种扩链剂制备阻燃高回弹聚氨酯(FRHRPU)泡沫塑料。探讨了TEOA,DEOA,GLY对FRHRPU泡沫塑料反应活性、泡孔结构及制品力学性能的影响。结果表明:以DEOA为扩链剂制备的FRHRPU泡孔孔径为200.00μm、氧指数为28.7%,工艺稳定性及力学性能优于其他两种扩链剂制备的FRHRPU。DEOA可广泛应用于FRHRPU泡沫塑料。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:普通聚氨酯泡沫塑料是可燃性聚合物,特别是软质泡沫塑料,开孔率较高,比其他非泡沫聚氨酯更易燃烧,这给工业和生活用品的使用带来一定局限性,因此,阻燃性软质泡沫塑料的生产比例日益增加。阻燃高回弹聚氨酯(FRHRPU)泡沫塑料是以阻燃性聚醚多元醇与异氰酸酯为主要原料,通过发泡和交联反应形成的多孔性聚氨酯泡沫塑料。FRHRPU泡沫塑料是一种性能优良的垫材,主要用于汽车、火车、船舶、飞机、家具等制造领域。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:聚醚多元醇的主链结构为—C—C—O—,比较柔软,所形成的聚氨酯泡沫制品的力学性能稍差,所以,在合成聚氨酯泡沫制品时多使用扩链剂来提高其力学性能。扩链剂大多是一些含有多官能团的活性氢化合物(如相对分子质量较小的多元醇和多元胺类化合物),由于其相对分子质量小,链节短,所以使用扩链剂有利于提高聚合物的玻璃化转变温度、硬度、拉伸强度和撕裂强度。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:配方及工艺。采用一步法自由发泡工艺,将POP-290(60.0phr),5020(40.0phr),A1(0.1phr),A33(0.6phr),L-5333(1.0phr),蒸馏水(3.0phr)分别和不同扩链剂(TEOA,DEOA,GLY均为1.0phr)放入三个塑料杯中,搅拌120s得三种A组分,升温至25℃。将TDI(28.0phr),MDI(12.0phr)混合配置三份B组分,于烘箱中升温至25℃且将模具升温至60℃。将升温好的三份B组分分别倒入三个装有A组分的塑料杯中,快速搅拌4s后倒入模具中发泡,210s后开模取出泡沫制品,辊压数次后常温下熟化72h,得到FRHRPU泡沫塑料,记作制品1,制品2,制品3。


二乙基甲苯二胺产品用途

DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂,尤其适用于RIM(反应注射成型)和SPUA(喷涂聚脲弹性体)上;同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:和C—O的不稳定中间化合物———氨基甲酸,最终产生CO2。因此,叔胺氮原子对—NCO和水的反应具有催化作用,且DEOA的活性比TEOA高,制品的发泡时间最短;而GLY只能作为扩链剂,没有催化作用,反应时间最长。制品1和制品2发泡情况正常,制品3发泡稍有闭孔。这是因为DEOA和TEOA作为扩链剂时,维持交联反应和发泡的平衡,制品正常;而GLY作为扩链剂时,加快交联反应,反应速率大于发泡速率,制品呈现闭孔。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:性能测试。泡孔孔径通过偏光显微镜观察;拉伸性能按GB/T6344—2008测定;撕裂强度按GB/T10808—2006测定;压陷性能按GB/T10807—2006测定;回弹性按GB/T6670—2008测定。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:在相同工艺条件下,制品2发泡时间最短,试样3最长。这是因为DEOA和TEOA含有氨基或叔胺氮原子。根据“四元环反应机理”理论,水与异氰酸酯基(—NCO)反应时,叔胺氮原子上的孤电子对和水分子中的氢原子发生配位反应,结果水中的氢原子更显正电性,而氧原子更显负电性。氮负原子与被叔胺催化剂活化的水分子中的正氢原子由静电力相连,而碳正原子与水分子的负氧原子相连,形成稳定的四元环结构并进一步在环中发生原子间的电子转移。

扩链剂在聚氨酯泡沫中的应用:扩链剂对制品泡孔的影响。在相同的工艺条件下,TEOA作为扩链剂时,制品泡孔的孔径是222.81μm;DEOA作为扩链剂时,制品泡孔的孔径是200.00μm;GLY作为扩链剂时,制品泡孔的孔径为211.67μm。所以,DEOA作为扩链剂时制品的泡孔孔径最小,并且变化不大。加入扩链剂GLY时,制品出现闭孔现象,影响制品的力学性能。由文献[3]可知,能通过改变硅油的用量来控制泡孔孔径的大小。

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