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水性聚氨酯（ＰＵ）擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2018-5-6 14:33:53 |
聚氨酯（ＰＵ）具有良好的耐磨、耐化學藥品、耐低溫等性能，而且柔韌性好，粘合強度大，其彈性體、泡沫、塑料、涂料及粘合劑等已獲得廣泛應用。
按水性聚氨酯（ＰＵ）擴鏈劑的化學結構基本可分為醇類化合物和胺類化合物，其官能基均為2或小于4。
隨著聚氨酯工業(yè)的高速發(fā)展，水性聚氨酯（ＰＵ）擴鏈劑的新品種也在迅速增加，但實際大量使用的水性聚氨酯（ＰＵ）擴鏈劑仍然是二醇或二胺類低分子化合物。
但由于有機溶劑有毒、易燃、且價格較貴，這就使以水作為介質的水性聚氨酯的研究成為必然趨勢。早在１９４３年西德Ｓｃｈｌａｃｋ曾在乳化劑或保護膠體存在下，將二異氰酸酯在水中乳化并在激烈攪拌下，添加二胺，得聚氨酯乳液。
１９５３年Ｗｙａｎｄｏｔｔ將由二異氰酸酯和聚酯多元醇制成的端異氰酸酯預聚體的甲苯溶液分散于水中，再用二胺擴鏈也合成了水系聚氨酯。
６０年代末，隨著各發(fā)達國家環(huán)境保護法規(guī)的確立和日益強化，推動了水性高分子材料的發(fā)展，水性聚氨酯也同樣得到了發(fā)展。并于１９６７年實現了工業(yè)化。
１９７２年正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料使用，引起了世界各國的極大重視。初期的產品是通過強烈攪拌依靠剪切力和大量乳化劑的作用將聚氨酯強制乳化分散于水中，粒徑粗大，物性低劣不能滿足應用要求。
到１９７５年，向聚氨酯分子鏈中引入親水成分，使之于水中自乳化，從而得到高性能聚氨酯乳液，其應用領域也隨之逐步拓展。
中文名：2,2-二羥甲基丙酸(擴鏈劑親水劑DMPA)；二羥甲基丙酸,
英文名：2,2-Dimethylol Propionic Acid；DMPA
中文別名：α，α-雙羥甲基丙酸,
分子式：C5H10O4
分子量：134.13
C A S 號：4767-03-7
2,2-二羥甲基丙酸(擴鏈劑親水劑DMPA)用途：DMPA是一種既有羥基又有羧基基團， 多功能受阻的二元醇分子，自由酸基團在與堿中和后，能積極提高樹脂的水溶性或分散性能；引入極性基團，改進涂料的附著力和合成纖維的染色性能；增加鍍膜的堿溶性。DMPA是一種多用途的有機原料。本產品在水性聚氨酯制造中既是擴鏈劑，又能使聚氨酯獲得自乳化性能，可制成穩(wěn)定性優(yōu)良的自乳化性水性聚氨酯；還用于制備聚氨酯水乳液型皮革涂飾劑，是傳統(tǒng)的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂飾劑的升級換代產品；用作改進聚酯樹脂的添加剤；用作制造光敏樹脂和液晶的原料；用于環(huán)氧酯涂料、聚氨酯彈性體及粉末涂料；用于制造磁性記錄材料及其粘合劑，以生產錄音磁帶、錄像磁帶、計算機磁帶、數據記錄磁帶和磁卡等。
德國的Ｌｏｒａｚｅ自７０年代以來對水性ＰＵ作了大量研究，對自乳化ＰＵ的穩(wěn)定機理、相轉變過程都作了描述和解釋。
Ｋｉｍ和Ｌｅｅ對各種陰陽離子聚氨酯的結構和性能關系也作了大量研究，得出了很多有價值的結論。
我國對水性的ＰＵ的研究始于７０年代，近十幾年來發(fā)展迅速，每年都涌現出大量關于水性ＰＵ的論文和產品。水性ＰＵ的理論和實踐都在不斷地深化，關于在實踐應用中存在的問題，如何用水性ＰＵ理論來合理解決和正確解釋，還有待人們去深入研究。
自乳化ＰＵ乳液的分類方法。按原料分類。按異氰酸酯類型分有：芳香族ＰＵ，脂肪族ＰＵ；按羥基組分類型分有：聚醚型、聚酯類型其他型。
按乳液的熱屬性分類 按熱屬性分有：熱塑性和熱固性ＰＵ乳液。按乳液的親水基團的荷電性分類 因為自乳化ＰＵ乳液是在聚合物鏈上接入親水基團，使分子部分親水自乳化而成。因此，高分子鏈中的親水基團成為其自身乳化穩(wěn)定劑。
親水基團有離子和非離子親水鏈段，可按親水基團的荷電性，將ＰＵ乳液分為：（１）非離子型；（２）陽離子型；（３）陰離子型，其中有：（ａ）磺酸型；（ｂ）羧酸型；（４）兩性離子型。
異氰酸酯的選擇。常用的芳香族二異氰酸酯有：甲苯二異氰酸酯（ＴＤＩ）萘二異氰酸酯（ＮＤＩ）、二苯基甲烷二異氰酸酯（ＭＤＩ）。
由于ＴＤＩ價格較低而且在２，４－甲苯二異氰酸酯中兩個不同位置的異氰酸根活性相差很大，有利于化學反應中分子設計，應用較為廣泛。ＭＤＩ比ＴＤＩ制備的ＰＵ具有較高的模量和撕裂強度，因為ＭＤＩ對稱，產生結構規(guī)整有序的相區(qū)結構。
芳香族異氰酸酯制備的ＰＵ，由于具有剛性的芳環(huán)，硬段內聚能增大，其強度比來自脂肪族的異氰酸酯的ＰＵ大，并且抗氧化性能也好。
但是，在ＴＤＩ和ＭＤＩ的結構中，有一個共同特點是異氰酸酯基團直接與苯核上碳原子相聯(lián)，這樣異氰酸酯基團與苯核形成醌型結構易于氧化變黃，抗ＵＶ降解性能較差。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
