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水合聯(lián)氨擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2018-4-29 15:18:28 |
采用Mastersize2000激光散射粒徑儀測定PU、PA以及PA改性PU乳液的粒徑。當水合聯(lián)氨擴鏈劑擴鏈的PU和PA共混時，所得到的丙烯酸共混改性聚氨酯的粒徑增大不是很明顯，PU與PA膠粒之間的聚結比較少，其中由水合聯(lián)氨擴鏈劑擴鏈的PU進行PA改性后的粒徑比用乙二胺擴鏈的體系的粒徑要大一些。
這可能是由于水合聯(lián)氨擴鏈劑含有水合聯(lián)氨結構的化合物或其衍生物與含有羰基結構(如丙烯酰胺或雙乙酮丙烯酰胺等)在共混成膜過程中生成化學鍵，使PU和PA之間具有更好的相容性，膠粒與膠粒之間聚結程度比用乙二胺擴鏈所制得的丙烯酸改性后聚氨酯(PUA)的聚結程度大。
乳液聚合反應丙烯酸改性水性聚氨酯乳液的粒徑比丙烯酸共混改性水性聚氨酯的粒徑要大，粒徑增大比較明顯。接枝聚合反應過程中，反應前后乳液粒子增大不是十分明顯，粒子粒徑分布比較窄，這樣粒子與粒子的相容性好，沒有發(fā)生團聚現(xiàn)象。
聚丙烯酸酯(PA)、聚氨酯(PU)以及PUA的傅里葉變換紅外光譜圖。2960cm-1是C-H鍵的吸收峰，PU光譜圖在2868cm-1左右分裂成2個吸收峰，這是C-C雙鍵所表現(xiàn)出來的特征 峰，通過聚合反應后PUA中不出現(xiàn)分裂現(xiàn)象，說明PU中CC雙鍵與丙烯酸單體進行了自由基聚合。在1700cm-1 左右有很強的酯基(即羰基)特征吸收峰。
其中PU和PUA中在1540cm-1左右有NH的吸收峰，而在PA中沒有該吸收峰，說明在聚氨酯形成過程中，生成了脲鍵基團。PU和PUA在3333cm-1 有NH吸收峰，說明形成了大量的氨酯鍵，這是由NCO基團與水或擴鏈劑形成氨酯或脲鍵所表現(xiàn)出來的吸收峰。
由上述說明用丙烯酸羥乙酯進行聚氨酯封端后進行丙烯酸酯乳液合成后，PA接枝到PU鏈段中形成接枝型PUA體系。
中文名稱：2,2-二羥甲基丁酸
中文同義詞：擴鏈劑親水劑DMBA,2,2-二羥甲基丁酸;2,2-雙(羥甲基)丁酸;二羥甲基丁酸;雙羥甲基丁酸;二羥甲基丁酸(DMBA);2,2-二羥甲基丁酸(DMBA)
英文名稱：2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid
英文同義詞：2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic Acid;Dimethylolbutanoicacid(Dmba);Dimethylolbutanoicacid;
CAS號：10097-02-6 EINECS號：424-090-1
分子式：C6H12O4 分子量：148.16
物化性質：外觀為白色晶體，熔點108-115 °C ，可溶于水、甲醇、丙酮等。
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)保型擴鏈劑和內乳化劑，生產水性聚氨酯膠黏劑，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！
2#、3#、4#、6#薄膜都是由丙烯酸改性水性聚氨酯顆粒與顆粒相互連接而形成的薄膜。其中2#、3#薄膜為半透明的，乳膠膜表面不平整，凹凸不平，粒子與粒子之間堆積不夠緊密。從4#、5#樣品的乳膠膜的SEM照片上看，該乳膠膜粒子與粒子之間堆積相對比較緊密，表面平整，說明通過乳液聚合，丙烯酸與聚氨酯之間的微相分離相對較小，PU與PA的相容性和共混程度提高。
6#薄膜粒子比2#、3#、4#的粒子要大，顆粒的粒徑大小比較均勻。1# 、5# 薄膜的表面形貌要比其他薄膜平整得 多，其中5#乳膠膜的表面形貌是最好的，整個乳膠膜成為一個整體，觀察不到乳膠粒子的顆粒形貌。
從乳液粒子的粒徑大小、乳膠膜的透明性以及膠膜的SEM分析，得出:用丙烯酸與聚氨酯共混，如丙烯酸中含有活性反應基團羰基(如丙烯酰胺或雙乙酮丙烯酰胺等)聚氨酯中含有水合聯(lián)氨或其衍生物結構的化合物封端結構，所得丙烯酸改性水性聚氨酯的粒徑要比不含反應活性基團的聚丙烯酸與水性聚氨酯混合體系要小，所得到的薄膜的平整度和薄膜中顆粒與顆粒的聚結程度也比不含活性基團的共混體系要好，這可能是含有活性反應基團的PU和PA兩者鏈與鏈之間能發(fā)生化學反應，能一定程度地提高聚氨酯的性能。
通過共混改性PU和PA兩者之間的相容性和共混程度是有限的，所形成的乳膠膜為半透明狀態(tài)，性能提高不是十分明顯。為了充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，只有尋求更為可行的改性方法。當丙烯酸酯單體以PU為種子乳液進行乳液聚合時，在聚合反應過程中，丙烯酸能溶脹到聚氨酯顆粒內部進行自由基聚合反應。
因此，通過種子乳液聚合反應，聚氨酯和丙烯酸的相容性和共混程度能明顯地提高，薄膜中乳膠顆粒與顆粒之間堆積緊密，所得到的PUA薄膜為透明的，薄膜表面平整光滑，當聚氨酯和丙烯酸中含有活性反應基團時，所得到的PUA薄膜表面看不到顆粒的形貌，整個薄膜的顆粒連為一體。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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