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聚氨酯胺擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-4-30 16:29:11 |
聚氨酯胺擴(kuò)鏈劑能在聚合物中產(chǎn)生更多的硬微區(qū)，起到增強(qiáng)的作用，改善聚氨酯的機(jī)械性能。研究聚氨酯胺擴(kuò)鏈劑對聚氨酯壓敏膠性能的影響，適于皮膚用的壓敏膠需要有較高的內(nèi)聚力，這樣可避免在揭貼的皮膚上留殘余物。
在(-NCO/OH)及二元醇混合配比一定時，對不同聚氨酯胺擴(kuò)鏈劑及其用量對壓敏膠180 剝離強(qiáng)度的影響作了討論。聚氨酯胺擴(kuò)鏈劑對聚氨酯壓敏膠性能的影響實(shí)驗(yàn)表明，使用胺類擴(kuò)鏈劑時，壓敏膠的剝離強(qiáng)度隨著擴(kuò)鏈劑用量的增加呈先增高后降低的趨勢。
用乙二胺作擴(kuò)鏈劑時，隨著乙二胺用量的增加，產(chǎn)物中腺鍵隨之增加，這促進(jìn)了聚氨酯軟硬段間氫鍵的結(jié)合，使壓敏膠強(qiáng)度增加，剝離強(qiáng)度增高。而當(dāng)乙二胺增加到一定量時，壓敏膠強(qiáng)度過高使其粘性迅速降低，從而使其剝離強(qiáng)度隨之迅速降低。
用二乙三胺及四乙五胺作擴(kuò)鏈劑時，由于具有較高的官能度，因此在用量較少時，壓敏膠就表現(xiàn)出較高的剝離強(qiáng)度，但隨著用量的增加產(chǎn)物交聯(lián)度增加，影響產(chǎn)物結(jié)晶和微觀相分離，膠的粘性較用乙二胺時下降的更加明顯，且用二乙三胺或四乙五胺作擴(kuò)鏈劑反應(yīng)較劇烈，不如用乙二胺時易于控制。
在反應(yīng)初始階段，由于異氰酸酯(-NCO)基團(tuán)是過量的，所以當(dāng)反應(yīng)接近理論終點(diǎn)時，就應(yīng)該停止預(yù)聚反應(yīng)，否則過量的(-NCO)基團(tuán)就有可能與氨酯基進(jìn)一步反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，影響產(chǎn)物性能。圖2給出了85攝氏度下，預(yù)聚體制備過程中的(-NCO)含量與時間曲線。由圖可知，在初始的1h內(nèi)，(-NCO)的含量變化較小，這一階段屬于分子擴(kuò)散，混合過程;在隨后的1h~4h之間，(-NCO)的含量逐漸下降到理論反應(yīng)終點(diǎn)時的含量。隨著時間的繼續(xù)延長，(-NCO)的含量仍略有下降，這有可能是過 量(-NCO)與氨酯基發(fā)生的副反應(yīng)所致，因此將預(yù)聚階段反應(yīng)時間控制在4h為宜。
外觀:白色粉末
鐵(PPM)≤5
羥基含量%≥99
鈉(PPM)≤10
羥值,mgKOH.g-1:728~782
鉀(PPM)≤100
熔點(diǎn)°C≥108°C
磷(PPM)≤10
色度(PT-CO)≤150#
硅(PPM)≤1
水份%≤0.3
硫酸根離子(PPM)≤10
灰分%≤0.03
殘醛%≤0.03
酸值mgKOH/g:374.3-378.2
丙酮-三乙胺溶解試驗(yàn):澄澈透明
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑DMBA)用途：DMBA是帶有兩個活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧酸，因此可以被用作合成水性高分子體系，可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。DMBA在不同溶劑中具有比DMPA更好的溶解性能，因此可以使工作效率得到很大的改善。
DMBA被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑，生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑，無需使用有機(jī)溶劑，有機(jī)殘留物為零。不存在使用DMPA熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問題。還可用于水性環(huán)氧樹脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑)，作為單體，改性過程中，二羥甲基丁酸(DMBA)無需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替)，生產(chǎn)工藝更加簡單，性能穩(wěn)定，.其中二羥甲基丙酸(DMPA)以優(yōu)越的性價(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍！
異氰酸酯基/羥基(-NCO/OH)對聚氨酯壓敏膠力學(xué)性能的影響。通過調(diào)節(jié)原料中的異氰酸酯基與羥基的比例(-NCO/OH)，可控制分子鏈中軟段與硬段含量，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓敏膠的力學(xué)性能。在二元醇混合配比恒定下，改變(-NCO/OH)，以乙二胺為擴(kuò)鏈劑合成了一系列聚氨酯壓敏膠，并對其力學(xué)性能進(jìn)行了比較。
初粘性隨著(-NCO/OH)比值的增大而減小，而粘合力(180 剝離強(qiáng)度)和持粘性都隨著(-NCO/OH)比值的增大而增大。(-NCO/OH)比值實(shí)際上代表著軟硬段所占的比例，其值越大，說明聚氨酯分子鏈段中硬段含量越高。壓敏膠的初粘性主要是由分子鏈段中軟段提供的，而硬段有助于提高壓敏膠的內(nèi)聚力，從而提高其粘合力和持粘性。所以，隨著(-NCO/OH)比值的增大，壓敏膠初粘性下降，粘合力和持粘性增大。
聚乙二醇含量對聚氨酯壓敏膠性能的影響。聚乙二醇(PEG)是水溶性聚醚，可作為合成水性聚氨酯壓敏膠的原料。PEG可在聚氨酯主鏈上引入親水性基團(tuán)，賦予聚氨酯親水性，其用量對聚氨酯壓敏膠的剝離強(qiáng)度及吸水性影響較大，聚氨酯壓敏膠的吸水量隨聚乙二醇含量的增加而增加。這是由于聚乙二醇具有強(qiáng)親水性，當(dāng)聚乙二醇含量增加時，在聚氨酯主鏈中由聚乙二醇形成的鏈段的比例增加，故整個聚氨酯分子的親水性增強(qiáng)，水合作用增強(qiáng)，因此壓敏膠的吸水量也隨之增大。
當(dāng)聚乙二醇含量低于30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)時，剝離強(qiáng)度變化不大，但當(dāng)其含量超過30%時，剝離強(qiáng)度隨聚乙二醇含量的增加而明顯降低。這主要是由于聚乙二醇含量增大導(dǎo)致壓敏膠結(jié)晶能力增強(qiáng)的緣故。由于結(jié)晶度的增大使聚氨酯的脆性增加，粘性變差，剝離強(qiáng)度因而迅速下降。因此，適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶度，晶區(qū)的交聯(lián)作用使壓敏膠強(qiáng)度提高，而非晶區(qū)分子鏈運(yùn)動較容易，提供較好的粘性。
胺類擴(kuò)鏈劑的產(chǎn)物為聚氨酯脲，其中含大量脲鍵，含脲鍵硬段的聚合物比含氨酯鍵的硬段聚合物有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因而以胺類為擴(kuò)鏈劑比以醇類為擴(kuò)鏈劑的聚氨酯有更高的強(qiáng)度、硬度及抗氧化性。
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