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水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑種類
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-2-21 14:03:36 |
水性聚氨酯的性質(zhì)主要取決于二異氰酸酯、聚合物二醇、水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑種類。
二異氰酸酯總的可分為芳香型和脂肪型兩種。芳香族異氰酸酯因含有苯環(huán)能賦予制品較高的強(qiáng)度，但是有使制品變黃的缺點(diǎn)。脂肪族二異氰酸酯耐變黃性比芳香族二異氰酸酯好很多。這類二異氰酸酯因含有—CH2—故有較好的耐溶劑性和耐水性。
由脂環(huán)族二異氰酸酯制得的聚氨酯分散體的顆粒粒度小于含脂肪族二異氰酸酯基聚氨酯分散體的粒度。
不同二異氰酸酯的反應(yīng)活性有一定程度的差別，它們之間的活性關(guān)系表示如下： 2,4-TDI>MDI>2,6-TDI>>HDI>IPDI>H12MDI
R-NCO中, R基團(tuán)對(duì)異氰酸根的反應(yīng)活性影響很大。若R共軛吸電子，能使－NCO中碳原子的電子云密度更加降低，使得親核反應(yīng)更易進(jìn)行，提高了二異氰酸酯的反應(yīng)活性。
通常使用的聚合物二醇主要有聚醚二醇、聚酯二醇和聚碳酸酯二醇，聚有機(jī)硅氧烷等。如前所述，不同的聚合物二醇由于軟段之間和與硬段的作用不同，導(dǎo)致聚氨酯微相分離程度不同，對(duì)聚氨酯的性能會(huì)有較大的影響，應(yīng)用領(lǐng)域也不盡相同。
聚醚型聚氨酯的軟化溫度低，耐低溫性能好，有較好的韌性和延伸性，比聚酯多元醇有更高的水解穩(wěn)定性。聚酯型聚氨酯軟段聚酯段酯羰基間有氫鍵作用，因此強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，表面附著力大，可以用做涂料及膠粘劑。研究表明，聚酯型聚氨酯具有生物可降解性，是一種潛在的藥物控制釋放載體材料。
聚碳酸酯型聚氨酯強(qiáng)度大、水解穩(wěn)定性好，兼有聚酯聚醚的優(yōu)點(diǎn)，適于制備高強(qiáng)度材料，但價(jià)格高。聚四氫呋喃二醇的強(qiáng)度和耐水性也好，但價(jià)格較高。
如前所述由于聚硅氧烷聚氨酯彈性體軟、硬段之間的溶解參數(shù)相差過大，相分離嚴(yán)重，且存在一定的有機(jī)硅表面富集現(xiàn)象。聚氨酯柔性很大，表面光滑光澤高，機(jī)械強(qiáng)度很低，但高低溫穩(wěn)定性和耐水性提高。
4—羥乙基氧乙基—1—羥乙基苯二醚,擴(kuò)鏈劑HQEE性能說明：
本品常溫下不易流動(dòng)，當(dāng)溫度高于27℃時(shí)，其粘度逐漸變小，可以流動(dòng)。由液體HQEE-L制成的聚氨酯制品除具有由固體HQEE制成的產(chǎn)品所具有的常規(guī)性能外，還具有優(yōu)異的抗張強(qiáng)度、延伸率、柔軟撓曲性能等特點(diǎn)。該產(chǎn)品可溶于二甲基乙酰胺 （DMAC）.
4—羥乙基氧乙基—1—羥乙基苯二醚,擴(kuò)鏈劑HQEE主要用途：
作為TDI / MDI系列聚氨酯制品的擴(kuò)鏈劑，廣泛應(yīng)用于聚氨酯粘合劑、涂料、密封膠、彈性體、PU泡沫、氨綸、體育設(shè)施等領(lǐng)域。該產(chǎn)品尤其適應(yīng)于中高硬度的制品。
有機(jī)硅改性聚氨酯廣泛應(yīng)用于皮革涂飾劑。由于有機(jī)硅鏈段有更好的生物相容性，應(yīng)用于生物材料的前景好。
水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑種類會(huì)影響水性聚氨酯的性能。Chen等考察了聚氨酯離聚體的水化相轉(zhuǎn)變過程。他們以MDI為原料合成了反離子為[NH4+]的離子型聚氨酯，并提出了如下模型假設(shè)：聚氨酯離聚體在有機(jī)溶劑中非溶劑化的離子鏈段部分，由于庫侖力的作用，會(huì)形成硬段微離子點(diǎn)陣。
改變水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑種類，可以影響體系的乳膠粒粒徑、應(yīng)力應(yīng)變行為、動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、材料耐水性及表面行為。Jhon，Young-Kuk等系統(tǒng)研究了1，6-己二胺連續(xù)法擴(kuò)鏈過程，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)NCO/OH比例很低1.16時(shí)，擴(kuò)鏈之前，殘余NCO基團(tuán)已與水反應(yīng)消耗完畢。當(dāng)NCO/OH比例為1.26時(shí)，約50%的異氰酸根可保留下來參與已二胺的擴(kuò)鏈反應(yīng)。殘余基團(tuán)含量隨聚氨酯顆粒大小而變化。顆粒越大，可供擴(kuò)鏈反應(yīng)的殘余基團(tuán)越少。
根據(jù)微離子點(diǎn)陣的有序程度，可將其分為有序硬段微離子點(diǎn)陣和無序硬段微離子點(diǎn)陣。在相轉(zhuǎn)變過程中，水先侵入聚氨酯離聚體的無序微離子點(diǎn)陣內(nèi)部，使無序微離子點(diǎn)陣完全分離，同時(shí)疏水鏈段部分聚集形成分散相粒子。
第二階段，水進(jìn)入有序微離子點(diǎn)陣內(nèi)部，導(dǎo)致有序微離子點(diǎn)陣解離，而分散相顆粒繼續(xù)聚集長大。第三階段，有序微離子點(diǎn)陣完全解離，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)，從而形成聚氨酯水分散液。在這種狀態(tài)下，含離子的鏈段大部分分布于由疏水鏈段聚集而成的分散相表面，由于膠體表面帶有同種電荷，阻止了顆粒之間的相互聚集，從而使膠體粒子穩(wěn)定分散于水中。
可以預(yù)見，當(dāng)硬段與硬段間作用力（主要為氫鍵和庫侖力）增強(qiáng)，或軟段與硬段間相分離程度增加時(shí)，有序微離子點(diǎn)陣比例升高，將造成相轉(zhuǎn)變點(diǎn)滯后。
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