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水性聚氨酯乳膠膜擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-31 15:35:59 |
用水性聚氨酯乳膠膜擴(kuò)鏈劑合成水性聚氨酯，測(cè)試水性聚氨酯耐水性能。
水性聚氨酯乳膠膜擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)中，A配方乳膠膜的吸水率明顯要比B配方的小，且A配方的吸水率在48h后已變化不大，趨于飽和，而B乳膠膜的吸水率在48h后還繼續(xù)增大，甚至在168h后還有增大的趨勢(shì)。
A配方有明顯的優(yōu)勢(shì)，即吸水率與拉伸強(qiáng)度之比明顯增大。也就是說用向預(yù)聚體中引入多異氰酸酯和以BPA和DEG為水性聚氨酯乳膠膜擴(kuò)鏈劑的方法制備強(qiáng)度高、耐水性好的水性聚氨酯的方法是可行的。
BPA為擴(kuò)鏈劑能改善水性聚氨酯耐水性的機(jī)理分析如下:
(1)A試樣乳膠膜的吸水率比B試樣的小，可能是由于B試樣用DEG作為擴(kuò)鏈劑時(shí)，所含—O-較多的原因所致。所含—O-較多時(shí)，一方面由于—O-與水分子有氫鍵作用，可以與水結(jié)合，另一方面由于—O-較為柔順，增大了分子鏈與水的接觸機(jī)會(huì)，從而使其吸水率較大。A試樣由于用含有剛性憎水基團(tuán)苯環(huán)的BPA取代了部分DEG，且BPA分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，有利于乳液在成膜過程中結(jié)晶，從而使得其吸水率較小。對(duì)于兩個(gè)試樣而言，最初影響其乳膠膜吸水率的關(guān)鍵因素是可以直接與水接觸的強(qiáng)親水基團(tuán)和可以形成氫鍵的弱親水基團(tuán)。在強(qiáng)親水基團(tuán)含量相同的情況下，由于B試樣含有的—O-較多，所以其吸水率也較大。
(2)A試樣中用BPA取代部分DEG，也就是在WBPU分子中引入了結(jié)構(gòu)對(duì)稱的剛性鏈段，容易結(jié)晶，限制了PU分子鏈的運(yùn)動(dòng);B試樣則不同，柔性鏈段較多，分子鏈容易運(yùn)動(dòng)。從這一點(diǎn)上來看，A試樣的吸水率受強(qiáng)親水基團(tuán)—COOH的影響最大，分子鏈運(yùn)動(dòng)對(duì)其影響很小;B試樣受兩個(gè)因素的影響基本相當(dāng)。從這兩個(gè)試樣的吸水率來看前期的吸水率主要受強(qiáng)親水基團(tuán)影響，后期的吸水率主要由分子鏈的運(yùn)動(dòng)影響。
4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(脂肪胺固化劑擴(kuò)鏈劑PACM,HMDA)用于制備環(huán)境友好且透明的脂肪族異氰酸酯，是氨基甲酸酯、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、用于紡織、造紙、人造革，也可用于染料、醫(yī)藥中間體。
物理特性
熔點(diǎn)：35~45℃
沸點(diǎn)：333.02℃
閃點(diǎn)：153℃
燃點(diǎn)：300℃
相對(duì)密度：0.97
從兩種擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)來看，在最初吸水率的影響下，聚合物大分子處于溶脹狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，有柔性鏈段的分子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，對(duì)于B試樣形成的乳膠膜來說，由于分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，使最初與水不能直接接觸的弱親水性基團(tuán)在分子鏈運(yùn)動(dòng)的情況下可以與水接觸，從而使其吸水率進(jìn)一步增大。由于B試樣的弱親水性基團(tuán)的含量較大，所以在后期對(duì)乳膠膜的吸水率影響較大，成為對(duì)乳膠膜后期吸水率影響的一個(gè)關(guān)鍵因素。這就是B試樣乳膠膜的吸水率一直持續(xù)增大，而A試樣乳膠膜吸水率在48h后就基本趨于飽和的原因所在(B試樣吸水溶脹之后的體積要明顯的大于A試樣)。
就防水性來說，B試樣中乳膠膜的這種結(jié)構(gòu)也將不利于__防水，因?yàn)楫?dāng)這些含量較多的弱親水基團(tuán)充分親水趨于飽和時(shí)，可能在乳膠膜中由這些親水基團(tuán)形成毛細(xì)管，使水能夠順利地通過。而A試樣乳膠膜中由于疏水性苯環(huán)的存在則不存在這個(gè)問題。
同樣，B試樣在剛?cè)榛陼r(shí)，試驗(yàn)所測(cè)的乳液粒徑比放置一段時(shí)間后乳液粒徑將會(huì)大很多，而A試樣的乳液粒徑變化則不大。因?yàn)槿榛^程中可能只是強(qiáng)親水基團(tuán)形成了乳化中心，弱親水基團(tuán)還未形成親水中心。放置一段時(shí)間后，由于分子運(yùn)動(dòng)的原因，一方面聚合物分子在水中運(yùn)動(dòng)，使弱親水基團(tuán)更多地暴露在水中，與水分子充分接觸;另一方面是水分子的運(yùn)動(dòng)，水分子慢慢地滲入到聚合物分子所形成的無規(guī)線團(tuán)中。在這兩者共同運(yùn)動(dòng)的作用下，使弱親水基團(tuán)和水分子以氫鍵的作用相互作用，形成更多的親水中心，有利于乳液的穩(wěn)定性，但是乳液黏度將會(huì)增大。同時(shí)，如果將乳液液滴看成是固相的話，如果其溶脹體積過大，將會(huì)不利于乳液的穩(wěn)定性。具體情況還有待于進(jìn)一步研究說明。
酸、堿處理后力學(xué)性能的變化。酸、堿處理后乳膠膜的力學(xué)性能保持率是衡量聚氨酯防水涂料的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)酸、堿處理后，A乳膠膜的延伸率比B低，拉伸強(qiáng)度比B高。但是A經(jīng)酸、堿處理后的延伸率和拉伸強(qiáng)度都能滿足80%保持率的要求。
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