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聚氨酯彈性體惡唑啉類(lèi)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：2018-5-5 18:27:41 |
結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需要，研究了PP-g-MAH的結(jié)構(gòu)和性能。 詳細(xì)研究了聚氨酯彈性體惡唑啉類(lèi)擴(kuò)鏈劑合成中涉及到的酯化反應(yīng)、親核取代反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、成環(huán)反應(yīng)中影響產(chǎn)物收率的因素，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)省略了二羥乙基草酰胺和二-β-氯乙基草酰胺的重結(jié)晶;酯化反應(yīng)中使分水效率得到提高;在親核取代反應(yīng)中增加了懸浮試劑。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)成本得到降低，產(chǎn)率增加。用紅外、DSC、~1H-NMR對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，結(jié)果表明最終產(chǎn)物即為雙噁唑啉，收率最大為60%。
反應(yīng)擠出方面:對(duì)擠出成條冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，使成條更好;詳細(xì)研究了聚氨酯彈性體惡唑啉類(lèi)擴(kuò)鏈劑的用量，擠出機(jī)反應(yīng)區(qū)的溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)PET粘均分子量(M_η)、端羧基含量的影響;同時(shí)考察了PET原料干燥時(shí)間對(duì)聚氨酯彈性體惡唑啉類(lèi)擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈的影響。
通過(guò)測(cè)定樣品的M_η和端羧基含量研究了反應(yīng)擠出的工藝條件、不同擴(kuò)鏈劑類(lèi)型對(duì)PET擴(kuò)鏈的擴(kuò)鏈效果表明:在雙噁唑啉用量為0.6%，反應(yīng)溫度為250℃，轉(zhuǎn)速為50r/min的條件下，M_η由22600g/mol，增加到27900 g/mol;在雙環(huán)酸酐用量為0.8%，反應(yīng)溫度280℃，轉(zhuǎn)速35r/min的條件下，M_η由22200 g/mol增加到34160 g/mol。
利用DSC研究了樣品的熱性能變化，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)鏈后PET的Tc升高，Tm降低，X_(DSC)降低。經(jīng)過(guò)恒溫處理后的樣品，Tc峰消失，代之出現(xiàn)一個(gè)小熔融吸收峰。使用WAXD研究了樣品的晶體結(jié)構(gòu)并用分峰法計(jì)算了部分樣品的結(jié)晶度。
PP-g-MAH的結(jié)構(gòu)和性能研究方面，利用化學(xué)分析法和IR分析接枝物中MAH含量及單體殘留率;WAXD分析晶體結(jié)構(gòu)，流變分析樣品和原料的粘流特性。
聚氨酯彈性體的催化劑的合成和新的硬鏈段（HDI）和軟鏈段（PCL），以及擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯彈性體的熱性能和機(jī)械性能的影響。這樣研究出的聚氨酯彈性體具有良好的機(jī)械性能和加工性能。
熔點(diǎn)(℃)≥180
鐵Fe3+ (PPM)≤5
含量(%)≥99
鈉Na+ (PPM)≤50
水份(%)≤0.3
鉀K+ (PPM)≤10
羥值(mgKOH/g):810～860
磷PO43- (PPM)≤10
酸值(mgKOH/g):414.2-418
硅SiO2 (PPM)≤1
殘荃(%)≤0.03
灰份(%)≤0.03
硫酸根離子SO42-(PPM)≤10
2,2-二羥甲基丙酸(擴(kuò)鏈劑親水劑DMPA)用途：DMPA是一種既有羥基又有羧基基團(tuán)， 多功能受阻的二元醇分子，自由酸基團(tuán)在與堿中和后，能積極提高樹(shù)脂的水溶性或分散性能；引入極性基團(tuán)，改進(jìn)涂料的附著力和合成纖維的染色性能；增加鍍膜的堿溶性。DMPA是一種多用途的有機(jī)原料。本產(chǎn)品在水性聚氨酯制造中既是擴(kuò)鏈劑，又能使聚氨酯獲得自乳化性能，可制成穩(wěn)定性優(yōu)良的自乳化性水性聚氨酯；還用于制備聚氨酯水乳液型皮革涂飾劑，是傳統(tǒng)的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂飾劑的升級(jí)換代產(chǎn)品；用作改進(jìn)聚酯樹(shù)脂的添加剤；用作制造光敏樹(shù)脂和液晶的原料；用于環(huán)氧酯涂料、聚氨酯彈性體及粉末涂料；用于制造磁性記錄材料及其粘合劑，以生產(chǎn)錄音磁帶、錄像磁帶、計(jì)算機(jī)磁帶、數(shù)據(jù)記錄磁帶和磁卡等。
聚氨酯彈性體是由兩步法聚合生成，平均硬鏈段的組成是由聚二醇/HDI的摩爾比控制和二元醇的擴(kuò)鏈劑。合成聚氨酯的二元醇和三元醇的比例是1:1。合成聚氨酯是在常壓下，在一個(gè)500毫升的玻璃反應(yīng)器內(nèi)在攪拌和振動(dòng)的條件下進(jìn)行的，NCO和OH的配比以及配方。
聚酯二醇與二異氰酸酯在80℃的溫度下反應(yīng)2h，生成預(yù)聚體，然后在80℃下與擴(kuò)鏈劑混合10min，反應(yīng)的進(jìn)行是通過(guò)紅外檢測(cè)異氰酸酯的吸收收波段，在2000—2300cm-1這一波段時(shí)，反應(yīng)完成，否則這一波段消失。由此產(chǎn)生的生成物倒入模具，在80℃的溫度下保存20h，在這些條件下，沒(méi)有必要使用催化劑。由上述制備的聚氨酯彈性體用來(lái)機(jī)械和物理性能的測(cè)試以及熱性能的研究。
紅外光譜儀配備Bruker70記錄儀和Golden Gate的ATR單向反射儀。光譜記錄在600—400 cm-1這一頻段范圍內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)分辨率為4 cm-1 熱穩(wěn)定性的聚氨酯彈性體，在熱空氣的條件下使用DERIVATOGRAF Q-1500 D進(jìn)行熱重分析（TGA），TGA的掃描率為10℃/min。
樣品的初始重量約為50mmg，溫度在30—70℃之間。差示掃描量熱（DSC）用于熱分析，并且升溫速率在10℃/min，熱轉(zhuǎn)變行為是在溫度范圍為-100—100℃的條件下進(jìn)行的。
擴(kuò)鏈劑與預(yù)聚物分子鍵合在一起，使分子量增加，此時(shí)，交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)，形成完整的聚合物網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)鏈劑對(duì)硬質(zhì)和軟質(zhì)嵌段在聚氨酯聚合物中的分布產(chǎn)生直接的影響。結(jié)晶和交聯(lián)的程度也受影響，具體根據(jù)擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)以及擴(kuò)鏈劑是否具有氨基功能或氫氧基功能而定。
以乙醇、草酸和乙醇胺為基本試劑，通過(guò)四步化學(xué)反應(yīng)合成了新型的擴(kuò)鏈劑—2，2’-雙(2-噁唑啉)(簡(jiǎn)稱(chēng)雙噁唑啉擴(kuò)鏈劑)，利用反應(yīng)擠出法系統(tǒng)地研究了雙噁唑啉擴(kuò)鏈劑和另外一種雙環(huán)酸酐化合物擴(kuò)鏈聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的配方和工藝條件。
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