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水性聚氨酯樹脂擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-4-22 15:06:44 |
水性聚氨酯樹脂擴(kuò)鏈劑是指能促使分子鏈延伸、擴(kuò)展的化合物。在聚合物生成中，水性聚氨酯樹脂擴(kuò)鏈劑主要為雙官能團(tuán)的化學(xué)品。
目前水性聚氨酯樹脂合成中，常使用二羥甲基羧酸含親水基擴(kuò)鏈劑，水性聚氨酯樹脂擴(kuò)鏈劑
主要有DMPA和DMBA兩種，其中DMPA使用時間較早，是目前使用最為普遍的一種。雖然它有許多優(yōu)點，但是還存在許多缺點，主要是自身熔點較高（180℃-185℃），很難加熱熔解，這就需要加入有機(jī)溶劑如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N.N-二甲基酰胺（DMF）、丙酮等，而NMP沸點高，制備APU后很難除去。
而且DMPA在丙酮中溶解度較小，在合成過程需要加入大量的丙酮，脫酮過程既浪費能源又帶來安全隱患。所以說使用DMPA不僅生產(chǎn)能耗高，而且產(chǎn)品中易造成有機(jī)殘留等。而DMBA由于有其特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以在合成過程不需要消耗一點溶劑，這樣不僅縮短了反應(yīng)時間，降低能耗，而且節(jié)省能源。DMBA和DMPA相比，DMBA在有機(jī)溶劑中有更好的溶解性。DMBA在水中溶解度為48%，DMPA為12%。
同時DMBA熔點低，為108℃～115℃；由于DMBA具有優(yōu)良的溶解性和低熔點，因而它在合成水性聚氨酯乳液過程不需要溶劑或少加溶劑。
第三代RIM體系是在高速RIM體系中引入內(nèi)脫模劑（IMR），在增溶劑的作用下，硬脂酸鋅等內(nèi)脫模劑可很好地溶于樹脂混合物中。這從根本上改善RIM工藝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，降低了總的循環(huán)周期，因此與片狀模塑料和工程熱塑料相比較，第三代RIM體系低的勞物費用和高的生產(chǎn)率大大地增加了RIM材料的競爭力；
擴(kuò)鏈劑對聚氨酯彈性體性能的影響已有深入的研究，采用擴(kuò)鏈劑調(diào)節(jié)聚氨酯彈性體力學(xué)性能是聚氨酯工業(yè)中的一種常用方法。丁羥推進(jìn)劑是一種填充有高氯酸銨（AP）、鋁粉（Al）等填料的聚氨酯彈性體，擴(kuò)鏈劑的應(yīng)用必將為其力學(xué)性能的調(diào)節(jié)提供一種有效方法。
因擴(kuò)鏈劑一般是含兩官能團(tuán)活潑氫原子的物質(zhì)，它必然會與丁羥推進(jìn)劑的固化劑二異氰酸酯反應(yīng)，所以它是丁羥推進(jìn)劑固化系統(tǒng)中的一個重要組分。本文研究了不同種類擴(kuò)鏈劑對HTPB／IPDI推進(jìn)劑力學(xué)性能的影響，為改善和提高丁羥推進(jìn)劑力學(xué)性能提供了一條新思路。
實驗用推進(jìn)劑配方主要組成：AP為69.5%；Al為17.0%；癸二酸二異辛酯（DOS）為3.3%；“HTPB+IPDI+擴(kuò)鏈劑CE”為9.54%；其它為0.66%。這些組分中HTPB、IPDI、CE的配比根據(jù)不同的固化參數(shù)RrI和擴(kuò)鏈劑種類來變化調(diào)節(jié)。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)用途
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑，與TDI和MDI預(yù)聚體有著良好的相容、配伍性，反應(yīng)速度較快，與E100搭配可用于反應(yīng)注射成型和聚脲噴涂工藝，制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學(xué)性能。用于聚脲彈性防水材料，可有效提高材料的強(qiáng)度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑，賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。
中文名：4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA); 3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷; 硬化劑 ME-DDM
中文別名：3,3-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷;硬化劑ME-DDM
英文名稱：4,4'-Methylenebis(2-ethylbenzenamine)
英文別名：Aniline,4,4'-methylenebis[2-ethyl- (8CI);3,3'-Diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane;4,4'-Diamino-3,3'-diethyldiphenylmethane;4,4'-Methylenebis(2-ethylaniline);4,4'-Methylenebis(o-ethylaniline);4,4'-Methylenebis[2-ethylbenzamine];Araldite HY 350;C 100S;C 100S (amine);H 256;H 256 (amine);HY 450;KayahardA-A;
CAS No.：19900-65-3
EINECS號：243-420-1
分子式：C17H22N2
分子量：254.41
樣品制備采用膠化機(jī)常規(guī)制藥，HTPB／IPDI推進(jìn)劑60C混合80min，50C澆注，70C固化7d。
單向拉伸力學(xué)性能測試。采用INSTRON4301型材料試驗拉伸機(jī)，按OJ924-85所規(guī)定的試件和條件測試推進(jìn)劑力學(xué)性能。
交聯(lián)密度測試。本所自制交聯(lián)密度測定儀，采用溶脹模量法測定。溶脹模量法是通過測定試樣溶脹前后體積的變化以及溶脹后應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，求出彈性體的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)交聯(lián)密度。
透射電子顯微鏡實驗（TEM）。膠片經(jīng)環(huán)氧樹脂包埋、陳放、超薄切片、OsO4染色，再在透射電鏡上觀察并記錄成像。
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。
A配方有明顯的優(yōu)勢,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為混合擴(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: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,所含—O-較多的原因所致。所含—O-較多時,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,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。
對于兩個試樣而言,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。
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