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水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-2-19 18:15:10 |
本文介紹不同水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑對水性非離子聚氨酯粘合劑的影響，合成實驗中固定PTMGE2000和H12MDI以及DMEA的用量，選擇不同的水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑。
采用低分子量的聚乙二醇400、600、1000作為水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑，必須用量很高才能做出當(dāng)時穩(wěn)定的乳液，且乳液放置穩(wěn)定期短，有自增稠現(xiàn)象，乳液的耐電解質(zhì)雖然勉強(qiáng)通過，但成膜的耐水性極差，膜的物理性能很差，采用三羥甲基丙烷單聚乙氧基甲醚在聚合物主鏈橫向位置提供非離子鏈段，沒有聚合物封端，在聚合物的主鏈的分布比較均勻，產(chǎn)品本身具有非常好的放置穩(wěn)定性，配合適量的羧酸基擴(kuò)鏈劑使用可以形成穩(wěn)定的非離子水分散聚氨酯乳液，并且乳液具有很好的電解質(zhì)和酸性介質(zhì)的穩(wěn)定性以及很好的物理性能。
水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑的加入量對乳液及膠膜性能也有重要影響。隨著水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑用量的增加，乳液外觀由乳雪白色逐漸過渡到藍(lán)光透明，乳液的平均粒徑也逐漸減小。
這是因為水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑用量增加，為系統(tǒng)提供了更多的親水基團(tuán)，分子鏈的親水性增大，聚氨酯更容易在水中分散，粒徑就越小。同時隨著水性非離子聚氨酯的擴(kuò)鏈劑用量的增大，水性聚氨酯乳液耐鈣性降低，膠膜的吸水率顯著增加。
這是因為隨著DMPA用量增加，水性聚氨酯分子鏈上的親水性基團(tuán)增多，極性基團(tuán)含量增大，中和后生成水性聚氨酯親水性增大，從而導(dǎo)致聚氨酯乳液耐鈣性降低，膠膜的吸水率增大，耐水性降低。
提高DMPA用量的同時，一方面增加了該分散體分子的親水性，隨著分子鏈中的離子含量的增加，分子鏈親水性增加， 提高了聚合物分子的水化作用， 減少了分子鏈間的相互纏繞，有利于聚合物高微細(xì)分散；另一方面隨分子鏈內(nèi)離子基團(tuán)的增加，各鏈段之間庫侖力的作用也增加，導(dǎo)致粒徑減小，雖然水分散液穩(wěn)定性增加，但是大大降低了乳液的耐鈣性能。綜上所述，當(dāng)DMPA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.4～1.8%時，乳液的綜合性能較好。
內(nèi)交聯(lián)劑三羥甲基丙烷（TMP) 用量對水性非離子聚氨酯粘合劑的影響。目前大多數(shù)水性聚氨酯主要是由自乳化法制備，涂膜干燥時若親水成分不能有效的進(jìn)入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，干燥形成的涂膜遇水易溶脹。
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
羥值：545-565mg KOH/g
熔點℃：≥83℃
比重，100℃時：1.16
水分%：≤0.2
比熱卡/克 /℃：0.4
熔融密度100℃克/毫升：1.16
熔融粘度100℃, cp：13.5
容器密度（松散）克/毫升：0.51
容器密度（壓緊）克/毫升：0.62
吸濕性%
在干燥、50℃、34mm汞柱下放置16小時：0.08
在相對濕度為66.5, 24℃下放置168小時：0.39
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
產(chǎn)品應(yīng)用：HER 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。廣泛應(yīng)用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性，并把收縮性限制到較小，沒有污染。同時，該材料除具有芳香族擴(kuò)鏈的優(yōu)點外，還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結(jié)晶現(xiàn)象的不足，提供了更好的可塑性、撕裂強(qiáng)度、初始強(qiáng)度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點低、操作方便等特殊優(yōu)點。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結(jié)合輪胎、泥漿管內(nèi)襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質(zhì)和硬質(zhì)包裝材料等。
包裝儲運(yùn)：紙板桶，內(nèi)襯黑色塑料袋；20公斤裝。
因此，常采用提高涂膜的交聯(lián)密度來改善乳液涂膜的耐水性和耐溶劑性。所以在合成聚氨酯預(yù)聚物時，加入官能度大于2的多羥基化合物，直接生成交聯(lián)聚氨酯預(yù)聚物，將上述預(yù)聚物很好地分散在水中，并擴(kuò)鏈形成大分子，最后形成乳液。
隨著TMP用量即交聯(lián)度的增加，膜的拉伸強(qiáng)度增加，斷裂伸長率變小，耐水性和耐溶劑性明顯改善。這是由于在無交聯(lián)劑時，分子呈線性，分子鏈通過物理作用聚集在一起，在一定的外力作用下，分子間容易發(fā)生滑動，因此聚氨酯膠膜的抗拉強(qiáng)度低，斷裂伸長率較大。
三官能團(tuán)TMP的引入，使分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián)，隨著交聯(lián)程度的增加，膠膜的抗拉強(qiáng)度升高，斷裂伸長率下降。但交聯(lián)度過大，會給合成帶來很大困難，合成時粘度大，消耗溶劑多，中和不易控制，因此，交聯(lián)度應(yīng)控制在一個合適的范圍。
中和度對水性非離子聚氨酯粘合劑性能的影響。中和度指的是加入的堿量占完全中和羧基所需堿量的百分比。
隨著中和度逐漸增大，乳液外觀由不透明趨向半透明。在中和度小于100% 時，預(yù)聚物外觀為無色透明；在中和度大于100% 后，乳液外觀處于藍(lán)色透明狀態(tài)，但是預(yù)聚物變成了淺黃色透明并有顏色加深的趨勢。
隨著中和度的增大，乳液粒徑逐漸減小并趨于穩(wěn)定。這是因為分散體中的親水性影響了乳液的粒徑。當(dāng)中和度在70 % 一100 % 時，中和度增大的同時，聚合物鏈上的親水基團(tuán)也增加，導(dǎo)致聚合物分散體在水中分散更加容易，所以乳液粒徑減小。
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