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聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-4-28 15:46:02 |
研究反應(yīng)物配比對(duì)聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈產(chǎn)物特性粘數(shù)的影響。隨著合成時(shí)ε－己內(nèi)酯摩爾比例的增加，聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈產(chǎn)物的特性粘數(shù)呈現(xiàn)先上升再減小的趨勢．可能原因是開始由于ε－己內(nèi)4－丁二醇環(huán)化生成四氫呋喃酯的加入，使得副反應(yīng)受到抑制，特性粘數(shù)增大；隨著ε－己內(nèi)酯摩爾含量的增加，由于ε－己內(nèi)酯是環(huán)狀內(nèi)酯，反應(yīng)時(shí)首先需要開環(huán)，需要更高的能量，而且其相對(duì)于鏈狀二元酸特別是丁二酸等，有更強(qiáng)的空間位阻，阻止了共聚物分子量的進(jìn)一步提高。
擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度對(duì)聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈產(chǎn)物特性粘數(shù)的影響。隨著擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物的特性粘數(shù)先上升后下降．當(dāng)溫度為110℃時(shí)，產(chǎn)物的特性粘數(shù)最大。
擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度對(duì)擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈產(chǎn)物分子量的影響可以從以下方面進(jìn)行解釋：擴(kuò)鏈劑的聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑C聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O基團(tuán)與預(yù)聚物的活性基團(tuán)聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑OH發(fā)生反應(yīng)后，生成聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑NH聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑CO聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O基團(tuán)。
聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑NH聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑CO聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O基團(tuán)氮原子上的活潑氫仍然能夠與聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑C聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)氨酯鍵上的活潑氫同聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑C聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O發(fā)生反應(yīng)時(shí)，共聚物的分子鏈就會(huì)產(chǎn)生支化，支化后，支鏈上帶有活潑氫的氨酯鍵與聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑C聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O基團(tuán)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，共聚物就會(huì)出現(xiàn)交聯(lián)．支化反應(yīng)程度與擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度有關(guān)。
TDI活性較高，在短時(shí)間內(nèi)急劇反應(yīng)引發(fā)交聯(lián)，反應(yīng)無法繼續(xù)可以看出聚合反應(yīng)溫度上升到110℃后，反應(yīng)后部分產(chǎn)物不溶于溶劑，這樣得到的擴(kuò)鏈產(chǎn)物的分子量不高；當(dāng)溫度過低時(shí)，反應(yīng)持續(xù)的時(shí)間較長，在一定時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)物中只有部分發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，而其余部分仍保留原有形態(tài)，最終擴(kuò)鏈產(chǎn)物也無法得到較高的分子量。
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑DMBA)用途：DMBA是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)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(kuò)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(jī)溶劑，有機(jī)殘留物為零。不存在使用DMPA熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)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(jī)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(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍！
紅外光譜分析。1727cm－1為羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰，1157cm－1為酯基中C聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑O的伸縮振動(dòng)。3357cm－1為N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑H鍵的伸縮振吸收峰，證明了酯基的存在．2953cm為亞甲基的伸縮振動(dòng)吸收峰，而1530cm則對(duì)應(yīng)于N聚氨酯親水類擴(kuò)鏈劑H的彎曲振動(dòng)，這兩個(gè)吸收峰證明了聚丁二酸丁二醇酯ε－己內(nèi)酯（PBSCL）的確與TDI發(fā)生了反應(yīng)。
可以觀察到3組特征峰：δ=4．1處的峰對(duì)應(yīng)丁二醇上與酯基相鄰的2個(gè)亞甲基上的質(zhì)子3的化學(xué)位移；δ=1．7處的峰對(duì)應(yīng)丁二醇上不與酯基相鄰的2個(gè)亞甲基上的質(zhì)子1的化學(xué)位移；δ=2．7處的峰對(duì)應(yīng)丁二酸上亞甲基上的質(zhì)子2的化學(xué)位移。
CL組分的比值可由峰3和峰6的強(qiáng)度比計(jì)算得出，P20樣品中CL相近重疊，所以并未標(biāo)識(shí)．樣品中BS、的摩爾百分比為22%，與實(shí)際投料比相差不超過5%，所得產(chǎn)物為預(yù)計(jì)產(chǎn)物。
共聚物熱性能分析。擴(kuò)鏈改性共聚物的熔融溫度隨著共聚組分ε－CL的增加而降低，當(dāng)共聚組分PBS的DSC曲線有明確的熔點(diǎn)峰，達(dá)到30%的時(shí)候，共聚物的熔點(diǎn)降低到83．34℃，隨著CL摩爾含量PBSCL的熔點(diǎn)峰逐漸變小，的增加，非晶區(qū)增大，原因在于共聚體系中加入了柔順性良好的ε－CL，使得PBS高分子鏈的規(guī)整性被破壞，導(dǎo)致了共聚物熔點(diǎn)的降低。
己內(nèi)酯的引入降低了PBS的結(jié)晶度，從62．2%降低至23．9%，最終熔融溫度仍然在90℃以上，變化不大．PBSCL非晶區(qū)的增大有利于增強(qiáng)高分子鏈之間的流動(dòng)使得溶液分子能更容易滲透進(jìn)入聚酯分子鏈間引發(fā)水解反應(yīng)；又因?yàn)橐氲?epsilon;－CL本身也具有優(yōu)性，PBSCL的降解性能得到大幅提高。
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