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聚氨酯/聚脲彈性體的擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-3-31 15:36:41 |
由MDI、PTMG和聚氨酯/聚脲彈性體的擴鏈劑合成的聚氨酯彈性體，其中PTMG的分子量為2 000，而各組分物質(zhì)的量之比為MDI:PTMG:BDO=2:1:1。
可通過對聚氨酯/聚脲彈性體的擴鏈劑的分析來得到m1與m2的比值。由前文可知，PTMG的端基氫由于一端連有酯基，而在聚氨酯/聚脲彈性體的擴鏈劑中，7號氫一端連有酯基，一端連有烷基，所以PTMG的端基氫與BDO中7號氫的吸收峰重合，而這正說明了7號氫為何不符合裂分規(guī)律(裂分為4重峰)。
7、8號氫的積分面積分別為0.25和0.13，其中7號氫多出來的一部分即為PTMG的端基氫，所以m1和m2之比為(0.25-0.13):0.13≈1:1。因此，通過不同的途徑得出了相同的結(jié)論，即m1和m2之比為1:1，結(jié)合聚氨酯分子式，可得到MDI:PTMG:BDO=2:1:1。
在1H-NMR譜圖上找出2、3號氫的積分面積，相比即可得到n值。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，2號氫對應(yīng)1H-NMR譜圖中的6號吸收峰，積分面積為3.10；3號氫則對應(yīng)5號吸收峰，積分面積為2.99。由此可計算出n值為28.15，取整為28。將n=28代入化學(xué)式，即可求得聚醚分子量為2 034。根據(jù)常用PTMG的分子量，可確定該聚醚的分子量為2 000。
從1H-NMR譜圖可以看出，MDI中酰胺的N—H鍵所對應(yīng)的1號吸收峰為雙峰，而依照裂分規(guī)律，其應(yīng)為單峰。這可能是由于R—X與R—Y所連接鏈段的化學(xué)環(huán)境不同所致。所以，該裂分雙峰的單峰積分面積比即為m1和m2的比值，由積分面積比0.6:0.6，可算出m1和m2之比為1:1。
樣品I和樣品II的紅外吸收峰大致相同，說明二者具有類似的結(jié)構(gòu)，均為聚醚型聚氨酯，且分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)。兩者的主要區(qū)別在于，1220 cm-1處氨基甲酸酯基中的═C—O—C伸縮振動吸收峰與1 100 cm-1處醚鍵C—O—C的伸縮振動吸收峰的積分面積大致相同，而圖1中氨基甲酸酯基的═C—O—C伸縮振動吸收峰的積分面積明顯小于醚鍵C—O—C伸縮振動吸收峰。這就說明樣品II中氨基甲酸酯基的密度要高于樣品I。
4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(脂肪胺固化劑擴鏈劑PACM,HMDA)用于制備環(huán)境友好且透明的脂肪族異氰酸酯，是氨基甲酸酯、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、用于紡織、造紙、人造革，也可用于染料、醫(yī)藥中間體。
樣品II的聚醚多元醇分子量計算過程如下：4np/(4n-4)p=10.93/10.14，從而可得n=13.8，取整為14。將n=14代入化學(xué)式，可得聚醚多元醇分子量為1 026。根據(jù)常用PTMG分子量，可確定該聚醚多元醇分子量為1 000。這就導(dǎo)致樣品II中酰胺鍵的密度高于樣品I，即在IR譜圖中對應(yīng)吸收峰的積分面積相對較大。樣品II各成分配比的分析過程亦與樣品I相同，分析可得MDI:PTMG:BDO=2:1:1。
綜上可知，樣品II亦為由MDI、PTMG和BDO合成的聚氨酯彈性體，其中PTMG的分子量為1 000，各組分物質(zhì)的量之比為MDI:PTMG:BDO=2:1:1。
本研究建立了一種利用紅外光譜和核磁共振氫譜分析聚氨酯原料及配比的簡便方法，并通過對兩種聚氨酯彈性體樣品的分析，對該方法進行了驗證。驗證結(jié)果表明：采用該方法能夠快速準確地確定聚氨酯彈性體材料的成分及分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
隨著硬段含量的增加，透氣性增加。這是因為隨著硬段含量的逐漸增大，水性粒徑也逐漸增加，乳液的黏度下降，導(dǎo)致大分子的剛性增加，活性降低，粒子間的堆砌不緊密，結(jié)合力減弱，顆粒間的空隙變大，使膜的通透性增加，氣體較易穿過膠膜而使透氣率增加。
隨著涂層厚度的增加，透氣率降低。這主要是因為，涂層厚度的增加，薄膜的微孔變少，使得涂層的透氣性減小。 ③根據(jù)滲水測定，水性聚氨酯涂層耐靜水壓為928Pa，防水性較好。透濕性也與硬段含量、涂層厚度、烘燥溫度有關(guān)。
隨著硬段含量的增加，織物的透濕量減少。這是由于，隨著硬段的含量的增加，水性聚氨酯乳液中的親水基團減少，傳遞水分子的基團減少，導(dǎo)致透濕量降低。同時，分子鏈剛性的增加，活性減弱，限制了親水鏈段的活動，減少了與水分子結(jié)合的機會。涂層厚度越厚，則透濕性能越差。
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