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聚氨酯膜材料擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-5-1 17:53:34 |
聚氨酯膜材料具有良好的選擇性、滲透性和力學(xué)性能等，近年來在滲透汽化領(lǐng)域倍受關(guān)注。本文介紹用于滲透汽化分離的聚氨酯及其改性膜的研究情況及最新進展，重點評述了以聚丁二烯、聚酯和聚醚為軟段的PU滲透汽化膜材料結(jié)構(gòu)特點、合成方法、分離性能，以及聚氨酯膜材料擴鏈劑擴鏈改性方法，聚氨酯膜材料擴鏈劑擴鏈改性思路、對PU膜分子結(jié)構(gòu)和分離性能的影響等；同時分析了不同聚氨酯膜材料擴鏈劑擴鏈改性和改性方法在滲透汽化膜分離方面的優(yōu)點和不足。在此基礎(chǔ)上，對用于滲透汽化分離的聚氨酯膜材料發(fā)展方向和研究前景進行了展望。
w(HS)在31%~35%的樣品，拉伸強度保持在20~18MPa，在同系列樣品中拉伸強度較高，斷裂伸長率也均大于700%，因而，樣條在此硬段含量區(qū)間力學(xué)性能較優(yōu)。
樣條的形狀回復(fù)率和拉伸永久變形與硬段含量的關(guān)系。當(dāng)w(HS)從23%升到39%，拉伸永久變形均維持在90%以上，并且呈上升趨勢，即隨著硬段含量增加，軟段含量減少，彈性回復(fù)能力減弱，因而材料的永久變形能力增大。
不同硬段含量樣條的形狀回復(fù)率均維持在70%~80%，并且隨硬段含量的增加，形狀回復(fù)率也上升。這是因為硬段含量的增加使硬段區(qū)域的分子鏈之間作用力增強，從而使樣條易于回復(fù)。在Tg以上20!時，硬段處于玻璃態(tài)而軟段處于橡膠態(tài)，軟段分子鏈更容易活動，因此在拉伸過程中，軟段會優(yōu)先沿著外界作用力的方向排列，高的形狀回復(fù)率則來源于硬段間的偶極偶極的相互作用、誘導(dǎo)偶極的作用和氫鍵作用力。
在硬段含量較低的情況下，分子鏈間的相互作用力較弱和物理交聯(lián)點較小，材料的記憶形變效應(yīng)減弱;當(dāng)硬段含量過高時，分子鏈間的相互作用力過強，材料變硬，形狀回復(fù)性能減弱。上述研究表明，形狀記憶聚氨酯的形狀恢復(fù)能力與其組成有關(guān)，硬段的含量影響其形狀回復(fù)能力。
中文名稱：2,2-二羥甲基丁酸
中文同義詞：擴鏈劑親水劑DMBA,2,2-二羥甲基丁酸;2,2-雙(羥甲基)丁酸;二羥甲基丁酸;雙羥甲基丁酸;二羥甲基丁酸(DMBA);2,2-二羥甲基丁酸(DMBA)
英文名稱：2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid
英文同義詞：2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic Acid;Dimethylolbutanoicacid(Dmba);Dimethylolbutanoicacid;
CAS號：10097-02-6 EINECS號：424-090-1
分子式：C6H12O4 分子量：148.16
物化性質(zhì)：外觀為白色晶體，熔點108-115 °C ，可溶于水、甲醇、丙酮等。
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑DMBA)用途：DMBA是帶有兩個活性的羥甲基團的新戊基羧酸，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，無需使用有機溶劑，有機殘留物為零。不存在使用DMPA熔點高、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)越的性價比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍！
添加聚醚對聚氨酯彈性體的影響。保持樣品中的w(HS)均為35%，采用溶液聚合，在軟段中引入PTMG，以提高軟段的回彈性和耐水解性能，其中聚醚占軟段的質(zhì)量分數(shù)分別為4%、6%、8%、10%、12%、16%、20%、24%。GPC測得Mn=1.9?104 ~3.9?104 。
除了聚氨脂的特征基團的吸收峰以外，1222cm-1和1174cm-1左右的吸收峰分別代表芳香族和PTMG中C%O%C的強吸收帶，1538cm-1是苯環(huán)的特征吸收峰，2962~2868cm-1 處是PTMG中%CH2%的吸收帶，1225cm-1 處的窄強峰是酯基的吸收譜帶，加入聚醚 以后，1174cm-1附近的C%O%C的吸收峰強度略有增加。
3338cm-1 處出現(xiàn)較強的氨基吸收峰，說明大部分的氨基形成了締合氫鍵。隨著軟段中聚醚含量的增加，1732cm-1附近代表游離%C=O的吸收峰峰強增加，而在1699~1702cm-1附近的參與形成氫鍵的羰基的吸收峰有減弱的趨勢。
這些說明，聚氨酯氫鍵氨基與%C=O締合形成氫鍵的數(shù)量減少，氨基與軟段中的醚鍵締合形成氫鍵的數(shù)量增多，即硬段內(nèi)部形成的氫鍵含量相對較小，硬段與軟段間形成的氫鍵較多。硬段之間的氫鍵可促進硬段的取向和有序排列，利于微相分離;硬段與軟段之間的氫鍵會使硬段混雜于軟段中，影響微相分離。因而合成的聚氨酯硬段的規(guī)整性降低，軟硬段的相容性增大。
在PV分離中，由于軟段相為小分子的滲透通道，其性質(zhì)對分離性能有至關(guān)重要的影響，軟段相單體的選擇成為制備PU膜時考慮的首要問題。為了保證膜具有良好的滲透性，盡管長鏈多元醇的種類非常多，人們通常采用柔性較大、脂肪烴鏈段較長、不含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的單體，目前主要為端羥基聚丁二烯（HTPB）和聚酯（醚）多元醇。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
