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聚氨基甲酸酯擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-4-26 15:56:04 |
如果要使聚合物中的2種組分混容就必須使ΔHm為負值或零，但實際ΔHm總是為正值。因此，在高分子聚合物體系中存在著產(chǎn)生相分離的必然趨勢。本研究中采用的聚氨酯軟段———丁羥的鏈段中不含有極性的酯基和醚基，在采用二胺類聚氨基甲酸酯擴鏈劑(MOEA、D2230)和二醇類聚氨基甲酸酯擴鏈劑(BDO)與異氰酸酯反應后分別形成氨酯鍵硬段和脲鍵硬段。
由于脲鍵硬段與HTPB軟段之間溶解度參數(shù)的差異要大于氨酯鍵硬段與HTPB軟段的溶解度參數(shù)之差，將會導致混合熱焓ΔHm更大。因此，聚脲硬段與HTPB軟段間有更大的熱力學不相容性，不利于軟、硬段之間的相混合;而且由于脲鍵增強了硬段之間的相互作用，使得聚氨酯脲應該比聚氨酯有更好的微相分離。
但AFM相圖的觀測結果卻與之相反，從而表明在本研究中熱力學因素未能成為決定HTPB/IPDI聚氨酯微觀結構的主導因素。
動力學因素分析。從反應流變性曲線可知，這3種聚氨酯在聚氨基甲酸酯擴鏈劑擴鏈過程中，BDO擴鏈聚氨酯具有最長的硫化時間，也就是該體系聚氨酯處于粘性膠液狀態(tài)的時間最長;同時，擴鏈劑的分子結構可說明直鏈的BDO擴鏈形成的聚氨酯由于分子間阻力小而鏈段運動能力最強。因此，盡管從熱力學相容性的角度來看，BDO擴鏈聚氨酯形成相分離的驅(qū)動力最小，但此時動力學因素卻成為主導因素，從而導致BDO擴鏈聚氨酯形成了較完全的微相分離結構。
根據(jù)對聚氨酯AFM相圖中微觀結構的研究，認為某個特定聚氨酯的微觀結構是聚氨酯軟/硬段間的熱力學不相容性、反應流變性和軟硬鏈段的運動能力這3個因素共同作用的結果，而且需對聚氨酯試樣的軟硬段結構及其固化交聯(lián)過程進行具體分析才能判斷其中的主導因素。
對于擴鏈劑結構造成微觀結構巨大差異的原因，分別進行熱力學和動力學因素的分析。
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域應用較為普遍！
熱力學因素分析。自從1966年Cooper和Tobolsky首先提出聚氨酯具有微相分離的本體結構之假設以后，絕大部分研究者都認為是聚氨酯軟段和硬段的熱力學不相容性導致了聚氨酯的微相分離。其原因在于聚合物間的熱力 學不相容可歸因于長鏈分子的混合熵非常低，混合的Gibbs自由能ΔGm由式(3)確定: ΔGm=ΔHm-TΔSm (3) 式中 ΔHm和ΔSm分別為混合熱焓和混合熵。根據(jù)Flory理論可得到: ΔHm=RTχ1n1φ2 (4)式中 R為氣體常數(shù);T為絕對溫度;n1為第一種聚合物的摩爾數(shù);φ2為第二種聚合物的體積分數(shù);χ1為Flo2ry2Huggins相互作用參數(shù)。
對于正規(guī)溶液，混合過程為吸熱過程，則式(4)可變換為 ΔHm=V(δ1-δ2)2 φ1φ2 (5)式中 δ1和δ2為2個組分的溶解度參數(shù);V為混合物的摩爾體積。 由式(5)可看出，混合熱焓總是正值。而混合熵可由式(6)給出: ΔSm=-R(n1lnφ1+n2lnφ2) (6)式中 n1、n2分別為2種聚合物的摩爾數(shù)。 由式(6)可知，混合熵隨分子量的增加而下降，在分子量極高時ΔSm幾乎為零。
聚脲材料一般是由高活性端氨基聚醚和多元胺擴鏈劑與多異氰酸酯反應制備而成，而氨基與NCO基團間的反應速度很快，使得聚脲難于成型加工。20世紀90年代初出現(xiàn)的反應噴涂成型技術使反應速度極快的聚脲體系得以發(fā)展和應用，研究的重點在于噴涂成型工藝和材料的力學性能，較少研究聚脲的結構與性能的關系。陳竹生報道了由溶液法合成芳香族聚脲，并研究了它們的結構與性能;Lin等用端氨基聚醚和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)合成了不含硬段的脂肪族聚脲，并研究了它們的表面電阻與結構的關系。
聚氨酯彈性體（ＰＵＥ）是一類綜合性能優(yōu)良的材料，模量介于一般橡膠和塑料之間，聚氨酯彈性體具有耐磨性能優(yōu)異，撕裂強度高，伸長率大，硬度可調(diào)范圍廣的特點。此外它的吸震、減震效果好、負重容量非常大，耐油以及其他化學介質(zhì)的性能也特別優(yōu)異。
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
