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不同擴(kuò)鏈劑對聚氨酯彈性體性能的影響
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-3-17 11:05:16 |
本文分析不同擴(kuò)鏈劑對聚氨酯彈性體性能的影響。
分別用M-CDEA和MOCA兩種擴(kuò)鏈劑用于PCL-TDI預(yù)聚體和PTMG-TDI預(yù)聚體的合成。不同擴(kuò)鏈劑對聚氨酯彈性體性能的影響實驗表明，以M-CDEA作為擴(kuò)鏈劑，合成聚氨酯彈性體時，其凝膠時間明顯比MOCA作為擴(kuò)鏈劑的要快，可見M-CDEA的活性要比MOCA高。
因為M-CDEA苯環(huán)上吸電子基團(tuán)-Cl與氨基的距離較MOCA遠(yuǎn)，提高了氨基的反應(yīng)活性，因而M-CDEA的活性要比MOCA的高。
M-CDEA熔點(diǎn)88~90℃, 白色固體，融化后呈透明液體，隨著溫度的降低，M-CDEA的粘度增大，當(dāng)溫度在70℃左右時其粘度明顯增加，并且容器掛壁較多，如果繼續(xù)降低溫度，在40℃左右時其流動性降至最低值，但M-CDEA的外觀還是透明液體，反復(fù)加熱其顏色的變化影響不大。
由于M-CDEA的反應(yīng)活性較大，因此應(yīng)盡量降低M-CDEA的混合溫度和預(yù)聚體的溫度，以延長制品的流動性，提高工藝操作性能，通過實驗選用M-CDEA的溫度為75℃，預(yù)聚體溫度為80℃左右是適合的。
普通MOCA，淺黃色固體，熔點(diǎn)大于98℃，在高溫或長時間加熱時會氧化，使顏色變深，當(dāng)溫度降低時會結(jié)晶析出，直至變成黃色固體。如果溫度過低，和預(yù)聚體組分混合后會有MOCA析出，在制品內(nèi)部出現(xiàn)雪花狀MOCA晶體，影響制品質(zhì)量和外觀。
PCL+ M-CDEA表示軟段為PCL結(jié)構(gòu)的預(yù)聚體和擴(kuò)鏈劑為M-CDEA制備的PUE，以下如此類推。
不同擴(kuò)鏈劑對聚氨酯彈性體性能的影響實驗。分別用不同擴(kuò)鏈劑M-CDEA和MOCA與軟段結(jié)構(gòu)為PCL類型預(yù)聚體和PTMG型預(yù)聚體反應(yīng)，合成出一系列聚氨酯彈性體。從表-2中還可以看出，以M-CDEA作為擴(kuò)鏈劑的聚氨酯彈性體其撕裂強(qiáng)度、硬度和回彈比MOCA的要高，并且其耐磨性能要比MOCA的好。
這可能是由于M-CDEA改善了聚氨酯彈性體的微相分離結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了軟段和硬段結(jié)構(gòu)的兩相分離，軟段及硬段能夠通過分散聚集形成獨(dú)立的微區(qū)，從而使軟段相的鏈段運(yùn)動活性增強(qiáng)，所以其回彈和撕裂強(qiáng)度有所提高，因而提高了聚氨酯彈性體的力學(xué)性能。
樣品的重量是3-10mg。試驗運(yùn)行實在30ml/min的流動速度的氮?dú)夥找?0℃/min的加熱速度從30到600攝氏度下進(jìn)行的。一個MTS XP 系統(tǒng)的納米硬度測試儀被用來測量聚氨酯分散體系薄膜的機(jī)械性能。
4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡：大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實,加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時間。
硬泡：聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體：涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
在這個試驗中，一個金剛石凹形壓頭在連續(xù)條件下，被壓入待研究材料內(nèi)。壓痕深度與壓頭和待測材料之間的接觸面積有關(guān)。多個壓痕是在薄膜表面的不同位置以固定的載荷形成的。
載荷-位移曲線被記錄出來，并由此可以計算出有效硬度和模量。
X-射線衍射（XRD）實驗直接通過一個日本理學(xué)的D/max RINT 2000X射線衍射儀在30KV和20mA和一個銅的K輻射源以4℃/min的速度在5-60°的范圍在薄膜樣品上進(jìn)行。PUD樣品以薄膜形式測量。薄膜厚度在0.3到1.0mm之間。
薄膜的耐水性和耐二甲苯溶劑性通過以下方法測試。先把干膠塊（5×5mm）預(yù)稱重，然后再去離子水中浸泡50h來研究其耐水性，再在二甲苯中浸泡25小時來研究其耐二甲苯性，這些都是在25℃的條件下完成的。在浸泡后，將樣品涂抹在實驗組織上并稱重。溶脹率（吸水）是通過在溶脹樣品中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表征的：
溶脹率=(Ws-Wd)/Wd×100%
在這里Wd是干燥樣品的重量，Ws是溶脹樣品的重量。
水接觸角是通過一臺Phoenix圖像PRO 300的接觸角和表面張力分析儀測定的。數(shù)據(jù)是在一滴雙蒸水滴到薄膜表面后收集到的。至少三次重復(fù)測量，并計算接觸角的平均值。分散體系的凍融穩(wěn)定性是通過如下方法計算的：將5ml分散體系的溶液加到一個密封稱量瓶中。稱量瓶首先要放到70℃的對流烘箱里5小時，然后要直接轉(zhuǎn)移到0℃的制冷箱5小時，這就包括了一個典型的測試周期。
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