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PU膜材料用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-28 11:04:47
单一的聚氨酯材料可达到一定分离目的,但是其应用的范围有所限制。为了结合不同材料的优点,进一步提高PU膜的分离性能,人们采用不同方法对PU膜材料进行了改性。PU膜材料用扩链剂可以改性合成PU膜。

共混改性。将两种材料相混合,可以借助材料之间的相互协同作用,优化膜的整体性能。得到共混膜的方法很多,如溶液共混、熔融共混、制备互穿聚合物网络(IPN)等。为了得到均相的共混膜,人们希望两种聚合物能够在分子级别上达到共混。

制备IPN,即使两种聚合物在同一体系中同时聚合形成(或者在一种聚合物形成时加入另一种聚合物),两种材料分子链可以相互贯穿形成网络,是得到分子级共混膜材料的较好方法。  目前研究集中于PU和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)互穿网络的制备。Das等首先制备了NCO封端的HTPB,然后将PU膜材料用扩链剂、MMA单体、交联剂和引发剂一起加入反应体系。在PU膜材料用扩链剂使PU扩链增长的同时,MMA进行聚合并交联,最终制得了HTPB-PU-PMMA的IPN膜,并将其用于水中二甲基甲酰胺(DMF)的回收。

结果表明,DMF能够优先透过膜,对60 ℃时含DMF5%的水溶液,分离因子可达26.6,DMF渗透通量为75.5 g/(m2·h);而且随着IPN中PMMA含量增加,共混膜通量和分离因子都增加,这是因为PMMA是极性聚合物,与DMF之间能产生较强的相互作用力。

此外,Das 等[23- 24]还发现该膜对含氯的挥发性有机物(VOC)具有特别高的选择性。对于含三氯乙烯0.1%的水溶液,采用PU-PMMA(PMMA含量为26%)IPN膜在30 ℃运行3 h,渗透物浓度可达88.7%,渗透通量为0.2 kg/(m2·h),分离因子为7842。

对各种含氯VOC的分离效果依分离体系不同,以四氯乙烷<四氯化碳<氯仿<三氯乙烯的顺序增加;并且PMMA的含量越高,分离性能越好。研究还发现,IPN膜应用于氯酚的分离同样有效。在30℃料液浓度为 3×10- 6时,最高分离因子可达448 954,但是通量很低。

对于30 ℃含EA2.5%的水溶液,渗透通量为256 g/(m2·h),分离因子为655,交联剂DVB的加入不但增加了膜的憎水性和致密程度,而且显著提高了聚氨酯膜的热稳定性。

此外,Ghosh等将HTPB-PU用于分离糠醛的水溶液,发现PU膜对糠醛具有良好的选择性。软段含量最低时,分离因子最大,可达到638,渗透通量为44.7 g/(m2·h)。糠醛通量随料液中糠醛浓度和进料温度的增加而增加。

从以上的研究工作中可以看出,目前HTPB基的PU多用于水中有机物的渗透汽化分离过程。很显然HTPB亲有机物性质得到了发挥,取得了非常高的分离因子,但是渗透性亟待提高。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(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。


将一定质量的预聚体加入三口烧瓶中,然后加入预聚体质量50% 左右的丙酮,搅拌使其完全溶解。之后,在搅拌的情况下加入一定量的扩链剂,加完之后,加入辛酸亚锡,搅拌 10 min 后,加热升温到 57 ℃ 左右,回流反应5 h。待反应完成后降温到 30 ℃ 左右,加入一定量的 tea,中和 5 min,最后在转速为3500 r/min 高速剪切下分散,按需要的固含量计算加入去离子水,高速分散 10 min, 乳化形成乳液。

黄松等以丙烯酸八氟戊酯与水性聚氨酯发生共聚,制得了含氟的水性聚氨酯乳液,研究了表明随着聚氨酯含氟量的增加,乳液粒径逐渐变大,改性聚氨酯膜的表面能逐渐降低,而结晶性能无太大变化,碳氟链和聚醚软段组分在成膜过程中都有向表面迁移的趋势,但碳氟链迁移变化不如聚醚软段明显。

当聚氨酯与丙烯酸单体进行接枝共聚反应时,所得薄膜透明性很好。由FTIR分析聚氨酯链段上含有能和丙烯酸单体进行自由基聚合的C-C双键,聚合反应后,聚氨酯和丙 烯酸酯形成接枝状态的聚合物。通过SEM可以得到乳胶膜颗粒比较大,颗粒与颗粒之间联系紧密,表面光滑。

水性聚氨酯通过丙烯酸改性后,胶膜的化学性能得到显著的提高。

其中,通过乳液聚合反应所得到的丙烯酸改性水性聚氨酯性能比共混改性的丙烯酸改性水性聚氨酯的性能、胶膜的表面状态、粒子与粒子的结合情况都要好,表现出较高的相容性。通过接枝反应的丙烯酸改性水性聚氨酯,所得到的性能较好,胶膜透明度高。

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