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聚氨酯彈性體所用擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-2-17 15:28:48 |
為獲得價(jià)格適中、耐疲勞性能優(yōu)良的聚氨酯彈性體，王曉鳴等分別用預(yù)聚體混合（P-Blend）法（即，首先分別合成MDI基預(yù)聚體和NDI基聚氨酯預(yù)聚體，再將兩者以一定的比例混合，經(jīng)過聚氨酯彈性體所用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈制得聚氨酯彈性體和單體混合（M-Blend）法。
首先將MDI和NDI以一定的比例混合，合成聚氨酯預(yù)聚體，經(jīng)過聚氨酯彈性體所用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，制備了基于MDI/NDI的聚氨酯彈性體（簡稱M/N-PU），測試了M/N-PU的力學(xué)性能和耐疲勞性能，研究了聚氨酯彈性體所用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈制得聚氨酯彈性體M/N-PU材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
結(jié)果表明，用P-Blend法比用M-Blend法制得的M/N-PU材料具有較高的相分離程度和較好的耐疲勞性能，2種方法合成的M/N-PU材料的力學(xué)性能差別不大。M-Blend法合成的M/N-PU預(yù)聚體雖然黏度較大［10000mPa·s（70℃）］，但使用壽命較長（50h）；P-Blend法合成的M/N-PU預(yù)聚體使用壽命與純 NDI合成的預(yù)聚體相當(dāng)（3h～4h）。
劉涼冰采用PTMEG、1，4-BD及不同的二異氰酸酯合成了一系列聚氨酯彈性體，NDI基聚氨酯的耐屈撓疲勞性能遠(yuǎn)好于MDI基聚氨酯。
周文英等選用聚己二酸乙二醇酯為軟段，擴(kuò) 鏈劑為1， 4-BD，二異氰酸酯分別為MDI、NDI和PP-DI，研究了二異氰酸酯結(jié)構(gòu)對材料力學(xué)性能及耐熱性能的影響，NDI體系熱軟化溫度達(dá)到190℃，tanδ約為0．15；PPDI體系熱軟化溫度185℃，tanδ約為0．20。由此可知，多元醇為聚己二酸乙二醇酯時(shí)，NDI體系的耐熱性能略高于PPDI體系。
在20世紀(jì)50年代，Bayer等就制成了NDI基聚氨酯。1991年，世界聚氨酯大會對NDI技術(shù)的發(fā)展予以特別的關(guān)注。大會強(qiáng)調(diào)指出，一般聚氨酯彈性體雖然具有優(yōu)良的彈性，但熔點(diǎn)普遍較低，限制了它們的應(yīng)用。
而NDI制品熔點(diǎn)高、彈性優(yōu)良、動態(tài)性能好、壽命長，是極有前途的高性能材料，應(yīng)大力發(fā)展生產(chǎn)。在歐洲，用NDI制成的彈性體不但一直是澆注型彈性體市場的主要產(chǎn)品，而且是彈性 體系統(tǒng)中最早商業(yè)化的產(chǎn)品。
近年來，由于用TDI、MDI合成的PU不能滿足某些特殊性能要求，使得 NDI基PU發(fā)展迅猛。全球NDI基彈性體vulkollan的消耗量，1998年超過1．0萬t，2003年超過1．2萬t，并且仍在以每年3．8%的速度增長。
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
化學(xué)名稱：間苯二酚- 雙（β-羥乙基）醚,間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
商品名稱：HER（Hydroxyethyl Ether of Resocinol）
分子式：C10H14O4 分子量：198.22
物化性能：白色結(jié)晶狀粉末
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
產(chǎn)品應(yīng)用：HER 是一種對稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑，它與MDI有著良好的配伍性。廣泛應(yīng)用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實(shí)能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性，并把收縮性限制到較小，沒有污染。同時(shí)，該材料除具有芳香族擴(kuò)鏈的優(yōu)點(diǎn)外，還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結(jié)晶現(xiàn)象的不足，提供了更好的可塑性、撕裂強(qiáng)度、初始強(qiáng)度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點(diǎn)低、操作方便等特殊優(yōu)點(diǎn)。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結(jié)合輪胎、泥漿管內(nèi)襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質(zhì)和硬質(zhì)包裝材料等。
包裝儲運(yùn)：紙板桶，內(nèi)襯黑色塑料袋；20公斤裝。
GunterFestel利用1，5-萘二異氰酸酯（NDI）和1，4-丁二醇（BD）為均勻硬質(zhì)分子單體，與不同軟質(zhì)分子單體（聚醚、聚酯、聚硅氧烷）縮合制備多嵌段聚氨酯彈性體，詳細(xì)研究了硬嵌段相（NDI）彈性體的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能間的關(guān)系。
發(fā)現(xiàn)，隨著硬嵌段相長度的增加，或者氨基甲酸酯中氨基與聚醚、聚 酯、 聚硅氧烷中軟段氧原子間氫鍵的減弱，微相分離程度增加，造成聚合物熔點(diǎn)和熔化熱升高。硬嵌段相熔化的多峰行為是由于形成了NDI/BD半微晶區(qū)，在退火時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦佑行虻慕Y(jié)晶微區(qū)。
當(dāng)溫度高于180℃時(shí)，由于氫鍵斷裂，NDI/BD硬嵌段發(fā)生分解反應(yīng)，該過程源于不很有序的硬嵌段半結(jié)晶微區(qū)。當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，發(fā)生快速的分解。在動態(tài)力學(xué)行為方面， NDI基聚醚彈性體比其他硅氧烷基的彈性體展示了更高的硬嵌段區(qū)的穩(wěn)定性。同時(shí)，在使用溫度范圍內(nèi)也顯示出最高的儲能模量值，表明剛性對溫度的依賴性以及NDI/BD硬嵌段中活 性填料的顯著影響。
JensKrause等對該預(yù)聚體及其彈性體進(jìn)行了測試研究，并與PPDI基聚氨酯彈性體的性能進(jìn)行了對比。研究結(jié)果表明，在－10℃～130℃溫度下，NDI基PU彈性體的熱穩(wěn)定性最好，從80℃到20℃的性能變化僅為1．7%。對采用不同異氰酸酯制備的外徑為230mm、厚度為70mm的膠輪進(jìn)行 了動態(tài)負(fù)載測試。
結(jié)果表明， TDI/PTMG膠輪的斷裂負(fù)載為10kN～12kN， PPDI膠輪的斷裂負(fù)載為12kN，而NDI膠輪的斷裂負(fù)載為18kN；當(dāng)溫度從0℃升高至100℃時(shí)，NDI基PU彈性體的剪切模量值變化不大，而PPDI基PU彈性體的剪切模量值從35MPa降低至22MPa。NDI基PU在高負(fù)荷應(yīng)用中的表現(xiàn)好于PPDI基PU。
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