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聚氨酯有機(jī)高分子材料擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-9 16:54:04 |
聚氨酯是一種新興的有機(jī)高分子材料，被譽(yù)為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域。
產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫(yī)療、建筑、建材、汽車、國(guó)防、航天、航空等。本文從聚氨酯的微觀結(jié)構(gòu)開始入手分析，得出聚氨酯的主要性能，然后根據(jù)這些性能，列舉了四個(gè)具體的聚氨酯材料的實(shí)際應(yīng)用：鯊魚皮泳衣、聚氨酯鞋底、聚氨酯涂料和聚氨酯膠黏劑。
合成聚氨酯的基本原料為異氰酸酯、多元醇、催化劑以及聚氨酯有機(jī)高分子材料擴(kuò)鏈劑等。
（1）異氰酸酯。異氰酸酯一般含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的異氰酸酯基，異氰酸酯基團(tuán)很活潑，可以跟醇、胺、羧酸、水等發(fā)生反應(yīng)。目前聚氨酯產(chǎn)品中主要使用的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI）、二本基甲烷二異氰酸酯（MDI）和多亞甲基對(duì)苯多異氰酸酯（PAPI）。TDI主要用于軟質(zhì)泡沫塑料；MDI可用于半硬質(zhì)、硬質(zhì)泡沫塑料機(jī)膠黏劑等；PAPI由于含有三個(gè)官能度，可用于熱固性的硬質(zhì)泡沫塑料、混煉以及澆注制品。
（2）多元醇。多元醇構(gòu)成聚氨酯結(jié)構(gòu)中的彈性部分，常用的有聚醚多元醇和聚酯多元醇。多元醇在聚氨酯中的含量決定聚氨酯樹脂的軟硬程度、柔順性和剛性。聚醚多元醇為多元醇、多元胺或其他含有活潑氫的有機(jī)化合物與氧化烯烴開環(huán)聚合而成，具有彈性大、粘度低等優(yōu)點(diǎn)。這類多元醇用的比較多，特別是應(yīng)用于軟質(zhì)泡沫塑料和反應(yīng)注射成型產(chǎn)品中。聚酯多元醇是以各種有機(jī)多元酸和多
元醇通過酯化反應(yīng)而得到的。二元酸和二元醇合成的線型聚酯多元醇主要用于軟質(zhì)聚氨酯，二元酸與三元醇合成的支鏈型聚酯多元醇主要用于硬質(zhì)聚氨酯。
（3）催化劑。在聚氨酯聚合過程中還需要加入催化劑，以加速聚合過程，一般有胺類和錫類兩種，常用的胺類有三乙烯二胺、N-氨基嗎啡啉等，錫類有二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫等
化學(xué)名稱：4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MCDEA
分子式：C21H28Cl2N2
分子量：379.37
CASNo.:106246-33-7
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
（4）聚氨酯有機(jī)高分子材料擴(kuò)鏈劑。常用的聚氨酯有機(jī)高分子材料擴(kuò)鏈劑是低相對(duì)分子質(zhì)量的二元醇和二元胺，聚氨酯有機(jī)高分子材料擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯反應(yīng)生成聚合物中的硬段。常用的擴(kuò)鏈劑有乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等。二元胺一般都采用芳香族二元胺，如二苯甲烷二胺、二氯二苯基甲烷二胺等。
氨酯是指分子結(jié)構(gòu)中含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán)的一類聚合物，全稱為聚氨基甲酸酯，簡(jiǎn)稱PU。聚氨酯根據(jù)其組成的不同，可制成線型分子的熱塑性聚氨酯，也可制成體型分子的熱固性聚氨酯。
前者主要用于彈性體、涂料、膠黏劑、合成革等，后者主要用于制造各種軟質(zhì)、半硬質(zhì)、硬質(zhì)泡沫塑料。
聚氨酯于1937年由德國(guó)科學(xué)家首先研制成功，于1939年開始工業(yè)化生產(chǎn)。其制造方法是異氰酸酯和含活潑氫的化合物（如醇、胺、羧酸、水分等）反應(yīng)，生成具有氨基甲酸酯基團(tuán)的化合物。
其中以異氰酸酯與多元醇反應(yīng)為制造PU的基本反應(yīng)。反應(yīng)屬于逐步加成聚合，反應(yīng)過程中沒有小分子副產(chǎn)物生成。如異氰酸酯或多元醇之一有三個(gè)以上的官能團(tuán)，則生成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
聚氨酯的性能，歸根結(jié)底受大分子鏈形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。特別是聚氨酯彈性體材料，軟段和硬段的相分離對(duì)聚氨酯的性能至關(guān)重要，聚氨酯的獨(dú)特的柔韌性和寬范圍的物性可用兩相形態(tài)學(xué)來解釋。聚氨酯材料的性能在很大程序上取決于軟硬段的相結(jié)構(gòu)及微相分離程度。適度的相分離有利于改善聚合物的性能。
從微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)看，在聚氨酯中，強(qiáng)極性和剛性的氨基甲酸酯基等基團(tuán)由于內(nèi)聚能大，分子間可以形成氫鍵，聚集在一起形成硬段微相區(qū)，室溫下這些微區(qū)呈玻璃態(tài)次晶或微晶；極性較弱的聚醚鏈段或聚酯等鏈段聚集在一起形成軟段相區(qū)。
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