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聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-5-25 16:50:15 |
檢測聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑合成的聚醚型聚氨酯，其內(nèi)部含有苯環(huán)，該苯環(huán)來源于異氰酸酯而不是聚醚多元醇，因?yàn)槌Ｓ玫木勖讯嘣贾卸疾缓江h(huán)，而常用的異氰酸酯如MDI、TDI(甲苯二異氰酸酯)中均含有苯環(huán)。
聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑合成的聚醚型聚氨酯結(jié)構(gòu)分析則須通過1H-NMR來表征。所用溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。1H-NMR譜圖中，在化學(xué)位移(δ)為8.2附近和2.5~3.5之間的吸收峰為溶劑峰，分析之前須去掉，然后去掉一個游離的羥基峰，對余下的8個吸收峰進(jìn)行分析。
首先對該樣品原料中的異氰酸酯進(jìn)行分析。由于該異氰酸酯中含有苯環(huán)(由IR分析可知)，則其應(yīng)為MDI和TDI中的一種。對于TDI，因?yàn)槠浔江h(huán)上有3種氫，所以在樣品的1H-NMR譜圖上應(yīng)該出現(xiàn)3個化學(xué)位移δ相近的吸收峰，但該譜圖不符合條件，因此可排除TDI。
而對于MDI，其苯環(huán)上只有兩種化學(xué)環(huán)境的氫(由于對稱)，且苯環(huán)上的氫吸收峰正好分別對應(yīng)譜圖上δ為7.5左右處的2、3號吸收峰。另外，MDI中兩個苯環(huán)之間的烷基氫吸收峰應(yīng)該對應(yīng)于4號吸收峰，而1號吸收峰則應(yīng)對應(yīng)酰胺鍵中的氫吸收峰。因此，可斷定樣品所采用的異氰酸酯為MDI。
這樣，1 H-NMR譜圖中只剩下5、6、7、8號吸收峰尚未確定。觀察譜圖可發(fā)現(xiàn)，5、6號吸收峰的積分面積相近，7、8號吸收峰的積分面積相近，但兩組吸收峰積分面積相差很大。由于合成聚氨酯彈性體的過程中聚醚多元醇的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑，所以可確認(rèn)5、6號峰為聚醚多元醇的吸收峰，而7、8號則為聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑的吸收峰。
聚醚多元醇在1H-NMR譜圖上只有兩個吸收峰，說明該聚醚多元醇具有對稱結(jié)構(gòu)，而聚四氫呋喃符合這一條件。同樣，聚醚類聚氨酯擴(kuò)鏈劑也只有兩個吸收峰，而1,4-丁二醇符合該條件。這樣可確定樣品所用異氰酸酯為MDI、聚醚多元醇為PTMG、擴(kuò)鏈劑為BDO。以下結(jié)合聚氨酯(PU)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖3所示)對各成分進(jìn)行具體分析。
對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體
化學(xué)名稱：氫醌-雙（β-羥乙基）醚,對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體
分子式：C10H14O4
分子量：198.20
CAS NO.:104-38-1
對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體是一種對稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑。它與MDI有著良好的配伍性，能明顯提高、改善制品的抗張強(qiáng)度、硬度和回彈性能。 HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個PU彈性體系列，使用該產(chǎn)品的PU一般用于對產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.
對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體應(yīng)用范圍
油井密封件、叉車輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品，還可用于氨綸.
圖3中分子結(jié)構(gòu)R(異氰酸酯)的1、2、3、4號氫分 別對應(yīng)1H-NMR譜圖中的1、2、3、4號吸收峰。其中 1號氫兩側(cè)分別為羰基和苯環(huán)，導(dǎo)致1號氫電子云密度很低，使其化學(xué)位移δ很高，為9.66。2、3號氫都在苯環(huán)上，所以其δ均較高(分別為7.68和7.36)，其中2號氫離酰胺鍵較近，由于誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致其電子云密度低于3號氫，因而使2號氫的δ相對高于3號氫。
而4號氫雖然是烷基氫，但由于其處于兩個苯環(huán)中間，導(dǎo)致該烷基氫電子云密度較低，進(jìn)而使其δ值較高，為4.06。從R的結(jié)構(gòu)可以看出，1、2、3、4號氫的個數(shù)比為1:2:2:1，而1H-NMR譜圖上1、2、3、4號吸收峰的積分面積比則為0.12:0.25:0.25:0.13，近似為 1:2:2:1，而且2、3號氫裂分為雙峰，4號氫為單峰，也符合裂分規(guī)律。所以可確定該異氰酸酯為MDI。
分子結(jié)構(gòu)X(聚醚多元醇)中5、6號氫對應(yīng) 1 H-NMR譜圖中的5、6號吸收峰。5號氫由于一側(cè)連有吸電子基團(tuán)，導(dǎo)致其δ較高(3.59)，其積分面積為 2.99。6號氫為烷基氫， 其δ最低(1.77)，其積分面積為3.10。
由于兩者積分面積相近，所以該聚醚多元醇應(yīng)為PTMG。 分子結(jié)構(gòu)Y(擴(kuò)鏈劑)中7、8號氫對應(yīng)1H-NMR譜圖中的7、8號吸收峰。7號氫由于誘導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致其 δ較高(4.31)，而8號氫為烷基氫，其δ為1.91。所以該擴(kuò)鏈劑應(yīng)為BDO。
由以上定性分析可以知道，該聚氨酯彈性體是由MDI、PTMG及BDO合成得到。但仍然有兩個問題需要解決：一是聚醚分子量，即分子結(jié)構(gòu)X中的n值；二是各成分的配比，即聚氨酯PU中m1和m2的比值。
PTMG中含有3種化學(xué)環(huán)境的氫：1號氫為端基氫，其兩側(cè)分別連接酯基和烷基；2號氫兩側(cè)均連有烷基；3號氫兩側(cè)分別連接烷基和醚鍵。假設(shè)單位氫的積分面積為p，則2號氫的積分面積為4np，3號氫的積分面積為(4n-4)p。
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