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聚氨基甲酸酯的擴鏈劑
來源:邵君( 先生,國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間:2018-5-1 17:54:03 |
合成聚氨酯的基本原料為異氰酸酯、多元醇、催化劑以及聚氨基甲酸酯的擴鏈劑等。
(1)異氰酸酯。異氰酸酯一般含有兩個或兩個以上的異氰酸酯基,異氰酸酯基團很活潑,可以跟醇、胺、羧酸、水等發(fā)生反應。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)泡沫塑料機膠黏劑等;PAPI由于含有三個官能度,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。這類多元醇用的比較多,特別是應用于軟質(zhì)泡沫塑料和反應注射成型產(chǎn)品中。聚酯多元醇是以各種有機多元酸和多元醇通過酯化反應而得到的。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
(4)聚氨基甲酸酯的擴鏈劑。常用的聚氨基甲酸酯的擴鏈劑是低相對分子質(zhì)量的二元醇和二元胺,聚氨基甲酸酯的擴鏈劑與異氰酸酯反應生成聚合物中的硬段。常用的擴鏈劑有乙二醇、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)中含有許多重復的氨基甲酸酯基團的一類聚合物,全稱為聚氨基甲酸酯,簡稱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。
外觀:白色粉末
鐵(PPM)≤5
羥基含量%≥99
鈉(PPM)≤10
羥值,mgKOH.g-1:728~782
鉀(PPM)≤100
熔點°C≥108°C
磷(PPM)≤10
色度(PT-CO)≤150#
硅(PPM)≤1
水份%≤0.3
硫酸根離子(PPM)≤10
灰分%≤0.03
殘醛%≤0.03
酸值mgKOH/g:374.3-378.2
丙酮-三乙胺溶解試驗:澄澈透明
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(親水擴鏈劑),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)域應用較為普遍!
聚氨酯于1937年由德國科學家首先研制成功,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,生成具有氨基甲酸酯基團的化合物。
其中以異氰酸酯與多元醇反應為制造PU的基本反應。反應屬于逐步加成聚合,反應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以上的官能團,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聚氨酯的性能至關(guān)重要,聚氨酯的獨特的柔韌性和寬范圍的物性可用兩相形態(tài)學來解釋。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,強極性和剛性的氨基甲酸酯基等基團由于內(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)。
聚氨酯是一種新興的有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”,因其卓越 的性能而被廣泛應用于國民經(jīng)濟眾多領(lǐng)域。
產(chǎn)品應用領(lǐng)域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫(yī)療、建筑、建材、汽車、國防、航天、航空等。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,列舉聚氨酯材料的實際應用:鯊魚皮泳衣、聚氨酯鞋底、聚氨酯涂料和聚氨酯膠黏劑。
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