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二醇/二胺類擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-16 19:19:29 |
采用本體聚合和溶液聚合兩種方法，合成了一系列用聚乙二酸丁二醇酯二醇作為軟段的聚氨酯彈性體。研究硬段含量和聚醚添加量、二醇/二胺類擴(kuò)鏈劑對(duì)聚氨酯彈性體綜合性能的影響。
利用紅外光譜、熱分析、力學(xué)性能測(cè)試、記憶回彈性能和耐水解老化實(shí)驗(yàn)等測(cè)試手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征與分析。
結(jié)果表明:硬段質(zhì)量含量為31%~35%時(shí)，材料的力學(xué)性能較優(yōu)，形狀回復(fù)率可以達(dá)到75%~85%;軟段中聚醚添加量在4%~5%(占軟段的質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，彈性體具有較好的力學(xué)性能和耐水解性能。
聚氨酯彈性體(TPU)又稱聚氨基甲酸酯彈性體，是一種主鏈上含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)的高分子合成材料，一般由聚醚、聚酯和聚烯烴等大分子多元醇，與多異氰酸酯及二醇/二胺類擴(kuò)鏈劑逐步加成聚合而成。
其結(jié)構(gòu)包含以氨基甲酸酯鍵相連的硬段和軟段。軟段為分散相大分子二醇/二胺類擴(kuò)鏈劑，分子量一般在1000~2000，二醇/二胺類擴(kuò)鏈劑賦予材料易于被拉伸和回縮的特性。硬段為異氰酸酯，含有多種極性基團(tuán)，具有結(jié)晶性，所占的質(zhì)量比為10%~20%，它使纖維具有很好的回彈性和強(qiáng)度。
若干相鄰的硬段以分子間相互作用力結(jié)合在一起，緊緊地聚集成簇或者形成縛結(jié)點(diǎn) 區(qū)域，這樣就形成了不連續(xù)的相，分散在軟段中，這種現(xiàn)象就是微相分離。
正是這種軟、硬段的共存體系導(dǎo)致聚氨酯彈性體成為一種介于橡膠與塑料之間的彈性材料，既具有橡膠的高彈性，又具有塑料的高強(qiáng)度，它的伸長(zhǎng)率大，硬度范圍廣，因此被廣泛應(yīng)用。
聚氨酯原料的種類和聚合物中特性基團(tuán)的繁多，使聚氨酯的物理結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。
通過調(diào)節(jié)原料的種類和配比可以制成不同性能的產(chǎn)物。從原料上來看，硬段含量和聚酯或聚醚構(gòu)成的軟段組分的性質(zhì)及分子量組成很大程度上決定了聚氨酯的性能。
改變分子中軟段的組成可以改變軟段和硬段之間的相容性，進(jìn)而改變材料的性能。因此，確定最佳硬段含量和合適的軟段結(jié)構(gòu)非常重要。
本文分別采用聚己二酸丁二醇酯(PBA)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)為主要原料，1，4丁二醇(BDO)擴(kuò)鏈，并在軟段中添加少量聚醚聚四氫呋喃二醇(PTMG)進(jìn)行改性，重點(diǎn)研究了硬段和聚醚添加量對(duì)聚氨酯彈性體性能的影響。
性能及用途：
聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯,P1000為液體，因此可在室溫下與預(yù)聚體混合，澆注和硫化，它可作為TDI和MDI體系的擴(kuò)鏈劑，也可作為環(huán)氧樹脂固化體系的柔性改性劑。應(yīng)用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系，由于它的易加工性，決定了它特別適用于現(xiàn)場(chǎng)加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比，不僅操作工藝簡(jiǎn)單，而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低，這也是該擴(kuò)鏈劑的一大特點(diǎn)。
通過紅外光譜、力學(xué)性能、耐水解老化和彈性回復(fù)性能的測(cè)試，確定了最佳的硬段含量和軟段中最佳的聚醚添加量，這對(duì)聚氨酯彈性體的研究具有一定的借鑒指導(dǎo)意義。
實(shí)驗(yàn)原料：MDI:聚合級(jí)，數(shù)均分子量1000，聚合級(jí)，使用前經(jīng)100!抽真空干燥2h;PBA:數(shù)均分子量2000，使用前經(jīng)100!抽真空除水12h;N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，分析純，使用前先加入氫化鈣，在60下加熱回流2h，放置過夜后，再減壓蒸餾，收集70~90的餾分;BDO:使用前需真空除水2~3h。
傅里葉變換紅外光譜:Paragon1000型紅外光譜儀，掃描次數(shù)為16次，光譜范圍為1000~3500cm-1。原子力顯微鏡:Nanoscope?a多模式掃描探針顯微鏡，敲擊模式，掃描面為樣品的表面。廣角X射線衍射:RigakuD/Max2000X射線衍射儀，工作電壓為40kV，電流為20mA，銅靶射線源(CuKa，=0.154nm)，掃描速率為5#/min，掃描范圍為2#~50#。
拉伸性能測(cè)試，GB/T528-1998標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定拉伸速率為500mm/min，材料制成啞鈴形拉伸試樣，長(zhǎng)20mm，寬4mm，厚1~2mm，數(shù)據(jù)取5次測(cè)試的平均值。回復(fù)形變性能:用帶有溫度控制室的Instron4465型電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定。
操作步驟如下:在70!(Tg+20)的溫度下，以10mm/min的拉伸速率拉伸樣條至100%形變(2L0)，保持5min;將溫度降至20!(Tg-20)后卸除夾頭，樣條自行收縮30min，記錄樣條長(zhǎng)度L1;再次升溫至70!，并且保持10min，再次冷卻至20!，記錄樣條長(zhǎng)度L2。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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