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高性能聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-1 15:32:21 |
采用PTMG、IPDI、BD合成的聚氨酯平均摩爾質(zhì)量的數(shù)量級(jí)在105左右，分布較寬，這與合成方法為一步法有關(guān)。
由于聚醚型多元醇比聚酯型多元醇合成的聚氨酯透明性和低溫性能更好，在兼顧透明性的同時(shí)，高性能聚氨酯彈性體的合成傾向于選擇摩爾質(zhì)量較高的聚醚型多元醇作為軟段。
高性能聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑種類對(duì)聚氨酯彈性體摩爾質(zhì)量及力學(xué)性能的影響可以看出，PTMG1000/EG/IPDI體系和PTMG1000/BD/IPDI體系的 Mn、 MW、 MZ及D差別不大。這說(shuō)明高性能聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑EG和BD與IPDI的反應(yīng)速度很接近。
在相同的反應(yīng)條件下，PT-MG1000/EG/IPDI體系和PTMG1000/BD/IPDI體系的反應(yīng)程度幾乎相等，所以兩體系的摩爾質(zhì)量及D差別不大。但高性能聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑的改變卻使體系的力學(xué)性能出現(xiàn)較大變化，乙二醇擴(kuò)鏈劑的分子鏈短，硬段剛性增加，使硬軟段相的相容性更差，體系的力學(xué)性能增加。
不同軟段鏈長(zhǎng)對(duì)聚氨酯彈性體摩爾質(zhì)量及其力學(xué)性能的影響可看出，不同鏈長(zhǎng)的多元醇與異氰酸酯反應(yīng)，所得聚氨酯彈性體的摩爾質(zhì)量數(shù)量級(jí)相當(dāng)，其 MW都在2×105g/mol左右;但軟段鏈長(zhǎng)增加后，即引入PTMG2000，分散系數(shù)有一定提高。
這是因?yàn)樵谙嗤姆磻?yīng)條件下，PTMG2000的反應(yīng)活性低于PTMG1000;并且由于聚合反應(yīng)速度受擴(kuò)散控制，PTMG2000的分子鏈較長(zhǎng)，其擴(kuò)散速度較PTMG1000低。這就導(dǎo)致了在相同反應(yīng)條件下，PT-MG1000/BD/IPDI體系的反應(yīng)程度較PTMG2000體系的高，低摩爾質(zhì)量級(jí)分比例小。所以，PTMG1000/BD/IPDI體系的 Mn和 MW較高，分散系數(shù)較小。
在一定范圍內(nèi)，彈性體摩爾質(zhì)量的大小對(duì)力學(xué)性能影響不大;而聚醚軟段摩爾質(zhì)量的增大使彈性體的力學(xué)性能大幅度提高。通常認(rèn)為，聚醚型多元醇摩爾質(zhì)量的增大，鏈段柔性增加，會(huì)使聚氨酯的力學(xué)性能下降，但本文合成的IPDI型聚氨酯彈性體卻出現(xiàn)相反的特征。
化學(xué)名稱：3-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚(擴(kuò)鏈劑HER)-液體
分子式: C12H18O5
分子量: 242.26
CAS No.： 777942-63-9
3-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚(擴(kuò)鏈劑HER)主要用途
作為T(mén)DI / MDI系列聚氨酯制品的擴(kuò)鏈劑，廣泛應(yīng)用于聚氨酯粘合劑、涂料、密封膠、彈性體、PU泡沫、氨綸、體育設(shè)施等領(lǐng)域。該產(chǎn)品尤其適合于中、高硬度的制品。
進(jìn)一步的研究表明，本實(shí)驗(yàn)合成的聚氨酯彈性體的性能主要受體系的微相分離程度的影響，聚醚型多元醇鏈段增大會(huì)使聚氨酯的硬段相和軟段相的混容程度減小，微相分離程度加大，宏觀上表現(xiàn)為力學(xué)性能提高。
催化劑對(duì)聚氨酯彈性體性能的影響 脂環(huán)族異氰酸酯反應(yīng)活性較低，反應(yīng)體系須加催化劑，以促進(jìn)反應(yīng)按預(yù)期的方向和速度進(jìn)行。催化劑種類對(duì)聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響列于表4中。采用有機(jī)錫化合物可高效催化異氰酸酯與醇的反應(yīng)，使聚合物摩爾質(zhì)量增大，粘度上升，促使凝膠;而對(duì)異氰酸酯與水的反應(yīng)，催化作用相對(duì)低得多。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，它與助劑K搭配使用，具有協(xié)同作用，可自由調(diào)整凝膠反應(yīng)的速度，抑制氣泡的產(chǎn)生，制備性能優(yōu)良的無(wú)泡透明聚氨酯彈性體。使用Snoct及其與助劑K復(fù)合催化的聚氨酯彈性體的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量和斷裂吸能分別高于使用DBTDL及其與K復(fù)合催化的聚氨酯彈性體性能。
由于Snoct催化NCO與OH的反應(yīng)活性高于DBTDL，DBT-DL催化NCO與水的反應(yīng)活性高于Snoct。相同反應(yīng)條件下，使用Snoct催化的聚氨酯彈性體的反應(yīng)程度大，副反應(yīng)少，力學(xué)性能好。
K在彈性體合成過(guò)程中也起催化作用，更重要的是它對(duì)OH與NCO的反應(yīng)的催化活性比它對(duì)水大，并能夠吸收NCO與水反應(yīng)放出的CO2，使聚氨酯彈性體內(nèi)的微小CO2泡核少，力學(xué)性能薄弱點(diǎn)少。因此，采用復(fù)合催化劑時(shí)，聚氨酯彈性體的力學(xué)性能更好。
將合成的聚氨酯澆注到兩層聚碳酸酯PC透明基板(2mm厚)間，120℃下固化4h。復(fù)合板材具有優(yōu)良的透光性，助催化劑K用量對(duì)聚氨酯彈性體光學(xué)透明性影響不大，且與聚碳酸酯基材的粘接性好。
當(dāng)助催化劑K用量增加到一定程度時(shí)，透光率稍有降低。這是因?yàn)橹呋瘎㎏用量增加，有利于交聯(lián)反應(yīng)，交聯(lián)程度增大，反而不利于CO2氣體的排除，殘留在聚氨酯彈性體中的泡核增多，使光學(xué)透明性略有降低。因而，助催化劑K在復(fù)合催化劑中的用量須適當(dāng)。
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