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聚氨酯的擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-6 16:15:37 |
分別以聚ε-己內(nèi)酯多元醇(PCL)、聚四氫呋喃醚二元醇(PTMG)和甲苯二異氰酸酯(TDI)為原料合成聚氨酯預(yù)聚體，分別用聚氨酯的擴(kuò)鏈劑M-CDEA[4,4′-亞甲基-雙-(3-氯-2,6-二乙二基苯胺)]和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)合成聚氨酯彈性體，比較了兩種聚氨酯的擴(kuò)鏈劑對(duì)聚氨酯彈性體的力學(xué)性能和耐熱性能的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與MOCA相比，由M-CDEA擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體的硬度、撕裂強(qiáng)度、回彈和耐磨性較高。DSC和TG測試結(jié)果表明：經(jīng)M-CDEA擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體的耐熱性能優(yōu)于MOCA。
聚氨酯彈性體(PUE) 具有優(yōu)異的耐磨、耐溶劑和耐氧老化性能，且又具有高的抗沖擊性、撕裂強(qiáng)度和延伸率，其硬度、柔韌性和彈性可在較廣范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，在許多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)原料：聚ε-己內(nèi)酯多元醇(PCL)：羥值112 56mgKOH／g；聚四氫呋喃醚二元醇(PTMG)：羥值112 mg(KOH)/g； 甲苯二異氰酸酯(TDI-100)，純度98%；MOCA；M-CDEA。
聚氨酯預(yù)聚體的合成。將多元醇升溫至100~110℃，真空脫水2.5h，然后將其降溫至50~60℃，加入計(jì)量好的異氰酸酯，快速攪拌，待溫度穩(wěn)定后，緩慢升溫并控制為80~85℃，并在80~85℃條件下保溫反應(yīng)2~3 h，取樣分析NCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與設(shè)計(jì)值基本相符，再真空脫泡20~30 min。密封保存待用。
聚氨酯彈性體標(biāo)準(zhǔn)試片制備。稱取一定量的預(yù)聚體（保持溫度80±5℃），在快速攪拌下加入計(jì)量好的聚氨酯的擴(kuò)鏈劑，迅速攪拌均勻，澆注到預(yù)熱至120℃并涂有脫模劑的平板模具中，待達(dá)到凝膠點(diǎn)時(shí)，合上模具，加壓硫化30~60min后脫模，并在100℃的烘箱中后硫化10h，即制得PUE試片。
制得的聚氨酯彈性體試片，在室溫下放置一周后進(jìn)行如下物性測試。聚氨酯彈性體應(yīng)力應(yīng)變性能(拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率)測試執(zhí)行GB/T528-1998標(biāo)準(zhǔn)；邵氏硬度測試按GB/T531-1999測定；撕裂強(qiáng)度測試按GB/529-1999測定；沖擊彈性測試執(zhí)行GB/T1681-1991標(biāo)準(zhǔn)；阿克隆磨耗執(zhí)行GB/T1689-1998標(biāo)準(zhǔn)。
4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MCDEA特性與用途
a. 本品與 TDI 預(yù)聚體有著良好地相容、配伍性，所制備的PU制品具有優(yōu)良的物理以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，在PU的澆注、噴涂、RIM等工藝技術(shù)方法都可使用；在PU的彈性體、微孔制品、膠粘劑、涂層劑等制品制備中，都有著廣泛地應(yīng)用；
b. 本品也可以用作環(huán)氧樹脂的固化劑以及供制備聚酰亞胺等所用；
c. 由于在MDA中“乙基”基團(tuán)的引入，使本品的毒性大為減低，如對(duì)于大白鼠經(jīng)口中毒值為 LD50＞5000mg/kg
TG測試采用TG209型熱天平，升溫速率10℃·min-1，N2保護(hù)，升溫范圍0℃~600℃；DSC測試采用DSC822e型差示掃描量熱儀，升溫速率10℃·min-1，N2保護(hù)，升溫范圍25℃~250℃。
PTMG（數(shù)均分子量在1000到2000g/mol）和在NMP中二羥甲基丙酸（DMPA）首先要裝入帶有回流冷凝器的反應(yīng)釜。反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下在80攝氏度下進(jìn)行混合攪拌。在充分混合后，異氟爾酮二異氰酸酯（IPDI）要緩慢地添加到反應(yīng)的混合體系，然后反應(yīng)需要繼續(xù)進(jìn)行4小時(shí)。準(zhǔn)備的以NCO為末端的PU預(yù)聚物降溫到50攝氏度，然后中和劑（三乙胺）加入體系并且繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。
由于預(yù)聚物混合物的高粘度，需要加入25ML丙酮來稀釋體系。最后，在強(qiáng)力攪拌下水滴加到體系中來完成分散。在加完水后15分鐘后，加入APTMS和NCO末端陰離子聚氨酯預(yù)聚物分散體系繼續(xù)反應(yīng)，以生成陰離子硅烷化聚氨酯分散體系。最后，在低真空60度的環(huán)境下移除丙酮，以形成一個(gè)水性均相分散體系。
純的沒有任何擴(kuò)鏈聚氨酯分散體和四亞乙基五胺擴(kuò)鏈的聚氨酯分散體也通過同樣的制備準(zhǔn)備。
分散流延膜的拉伸性能是由一個(gè)通用拉伸儀器在100mm/min的轉(zhuǎn)速下測量的。薄膜的準(zhǔn)備是由在剝離紙上的鑄塑完成的，緊接著就是要在60攝氏度下干燥5小時(shí)，并且樣品要在測試前老化1周的時(shí)間。樣品標(biāo)本的制備需要把薄膜沖模到10mm寬，40mm長，并且握距設(shè)定在20mm。薄膜的厚度是0.5-1.00mm。
一臺(tái)TA儀器DSC Q10差示掃描量熱儀用來檢測在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以30ml/min，加熱速度20℃/min在水分散體系中得到的聚氨酯預(yù)聚物的熱性能。樣品尺寸在3-10mg，保存在密封鋁鍋中。熱重分析（TGAs）是靠一臺(tái)TA儀器TGA Q50熱重分析儀操作的。
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