本文介紹不同二元醇擴(kuò)鏈劑。
以聚己二酸-縮二乙二醇-2000為軟段，不同二元醇擴(kuò)鏈劑和異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）為硬段，丙烯酸羥乙酯（HEA）封端，采用預(yù)聚體法合成UV固化聚氨酯．分析了不同二元醇擴(kuò)鏈劑的相對(duì)動(dòng)力學(xué)活性；通過(guò)紅外光譜表征了光固化聚氨酯樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，研究了不同的二元醇擴(kuò)鏈劑對(duì)光固化膜力學(xué)性能、耐熱性能和使用性能的影響．
結(jié)果表明，反應(yīng)溫度80℃，乙二醇（EG）與苯基異氰酸酯（PI）的反應(yīng)速率最快，1，2-丙二醇（1，2-PEG）與PI的反應(yīng)速率最慢；以1，4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）為擴(kuò)鏈劑的聚氨酯膜力學(xué)性能和耐熱性最好．
氰酸酯基團(tuán)的量與低聚物二元醇和小分子擴(kuò)鏈劑中羥基量的比值；親水基團(tuán)含量#（—0CCA）則是指親水基團(tuán)—0CCA占整個(gè)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由乙二醇和一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑可制得微帶藍(lán)光白色乳液，而且乳液穩(wěn)定性較好。
由于低分子擴(kuò)鏈劑可以與過(guò)量異氰酸酯進(jìn)行二次反應(yīng)，生成氨基甲酸酯或縮二脲結(jié)構(gòu)的剛性鏈段，而聚醚二元醇或聚酯二元醇則為聚氨酯結(jié)構(gòu)的柔性鏈段（軟段）。因此擴(kuò)鏈劑的加入有助于形成聚氨酯的硬段結(jié)構(gòu)，硬段部分對(duì)材料的力學(xué)性能貢獻(xiàn)較大。
對(duì)于所選用的四種不同的擴(kuò)鏈劑而言，由于四種擴(kuò)鏈劑本身結(jié)構(gòu)不同，所以使得組成聚氨酯的硬段結(jié)構(gòu)也不同?？傮w而言，無(wú)論對(duì)于C-BD型還是CE型聚氨酯，在異氰酸指數(shù)"及擴(kuò)鏈劑用量相同的條件下，由于加入的乙二醇分子鏈最短，所以整個(gè)體系中硬段的密度較大，涂膜的力學(xué)性能也最高。隨著擴(kuò)鏈劑分子"原子數(shù)目的不斷增多，體系中硬段的密度不斷變小，材料的拉伸強(qiáng)度也隨之降低。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一種液體仲二胺,由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出。同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾 乎能與任何多元醇和多元胺混合。
數(shù)據(jù)表明，無(wú)論C-BD型還是CE型聚氨酯，乙二醇為擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯涂膜具有較高的拉伸強(qiáng)度，而由二醇為擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯涂膜的力學(xué)強(qiáng)度最低。同時(shí)，由于乙二醇中柔性鏈最短，材料的斷裂伸長(zhǎng)率較低。同理由于醚鍵的存在，所以一縮二乙二醇與丁二醇相比材料具有較高的斷裂伸長(zhǎng)率，而以二醇結(jié)構(gòu)中的柔性鏈最長(zhǎng)，所得到的聚氨酯的斷裂伸長(zhǎng)率也應(yīng)達(dá)到最長(zhǎng)。
聚氨酯的力學(xué)性能不僅與硬段的結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還取決于硬段與硬段之間形成的氫鍵數(shù)目。改變擴(kuò)鏈劑用量所得聚氨酯材料的力學(xué)性能有著顯著的差異。由于隨著擴(kuò)鏈劑用量的增大，聚氨酯硬段結(jié)構(gòu)中存在氨酯、脲、酯、醚等基團(tuán)而產(chǎn)生氫鍵的數(shù)量和分布發(fā)生了變化。
形成的氫鍵起到“交聯(lián)”作用，從而大幅度提高了材料的力學(xué)性能。此外，膜的斷裂伸長(zhǎng)率也隨著聚氨酯中硬段的增多而逐漸下降。由表G還可以看出，起初隨著擴(kuò)鏈劑用量的不斷增加，材料的親水性逐漸下降，膜的吸水率不斷減小，而當(dāng)擴(kuò)鏈劑含量達(dá)到一定時(shí)，體系中氫鍵對(duì)材料的影響作用增大，氫鍵的親水性較好，所以膜的吸水率又隨著擴(kuò)鏈劑含量的進(jìn)一步增大而增大。
聚氨酯彈性體的力學(xué)性能取決于其硬鏈段的分子之間的相互作用力。應(yīng)力應(yīng)變，彈性模量和斷裂伸長(zhǎng)率是聚合物重要的表征，他們展示如何變化的異氰酸酯和/或擴(kuò)鏈劑的分子量，以及擴(kuò)鏈劑的變化導(dǎo)致聚氨酯彈性體性能的變化。
使用各種擴(kuò)鏈劑但含有一個(gè)相同軟鏈段的聚氨酯彈性體的應(yīng)力應(yīng)變曲線，三種不同的狀態(tài)都可見(jiàn)，純粹的彈性形變出現(xiàn)在在低形變的情況下[28]。其次，對(duì)所有聚合物的研究都有塑形流動(dòng)出現(xiàn)的區(qū)域。最后，在300%以上的壓力增加的曲線可以看出，這可以歸因于應(yīng)變軟鏈段的結(jié)晶鏈。
聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑從結(jié)構(gòu)上主要分為二元醇和 二元胺兩大類。傳統(tǒng)常用的二元醇有１，４－丁二醇，己二醇、丙二醇等。二元胺類如３，３!－二氯－４，４!－二苯基甲烷二胺（ＭＯＣＡ）和二乙醇胺等。其中聚氨酯彈性體用量最多的是ＭＯＣＡ。新型擴(kuò)鏈劑也主要分為二元醇和二元胺兩大類。
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
