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低分子聚氨酯擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-1-21 21:32:53 |
聚氨酯的原材料主要有三種:多異氰酸酯、低聚物多元醇和低分子聚氨酯擴(kuò)鏈劑。多異氰酸酯與多元醇(或多元胺)作用后生成含有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)的鏈節(jié)，達(dá)到一定程度時(shí)，再由低分子聚氨酯擴(kuò)鏈劑將各鏈節(jié)組合成長(zhǎng)鏈。
其中，在工業(yè)合成生產(chǎn)中主要用到的多異氰酸酯有甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和六亞甲基二異氰酸酯(HDl)。常用的低聚物多元醇可以分為兩類:聚酯多元醇和聚醚多元醇。低分子聚氨酯擴(kuò)鏈劑常用二元醇、二元胺類物質(zhì)。
下面介紹聚氨酯的發(fā)展歷史、合成的基本知識(shí)以及不同的改性方法。
聚氨酯(PU)彈性體通常為(AB)n型結(jié)構(gòu)，由軟段和硬段以嵌段、接枝或互穿網(wǎng)絡(luò)的方式組成。其最基本的單元為聚氨基甲酸酯。由于其綜合性能出眾，在很多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。聚氨酯的綜合性能主要表現(xiàn)在其兼有從橡膠到塑料的許多寶貴特點(diǎn)。
如硬度范圍寬、強(qiáng)度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能優(yōu)良，且具有良好的吸振，抗輻射和耐透氣性能，具有高拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，良好的耐磨損性、抗撓曲性、耐溶劑性，而且容易成型加工，并具有性能可控的優(yōu)點(diǎn)。所以在很多的領(lǐng)域都有著不可替代的應(yīng)用。
聚氨酯和其他高分子材料一樣，其性能受多方面因素的影響。主鏈分子結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成、分子量、分子間的作用力、結(jié)晶傾向、支化和交聯(lián)，以及取代基的性能、位置和體積大小。所以，由不同的原材料制得的聚氨酯在性能上存在著一定的差異。
選用不同的擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)方法對(duì)性能都將產(chǎn)生不同程度的影響。采用低分子二胺做擴(kuò)鏈劑，在基體內(nèi)生成強(qiáng)極性、耐水解的脲基，使得制品表現(xiàn)出優(yōu)良的抗拉伸強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，但扯斷伸長(zhǎng)率和耐候性卻比較差。而二醇擴(kuò)鏈劑則能同時(shí)賦予PU優(yōu)良的耐候、抗拉伸和抗撕裂性能。
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴(kuò)鏈劑HTDA)是一種帶側(cè)甲基的脂環(huán)胺單體，是一支新型的脂環(huán)胺類環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。
該產(chǎn)品可單獨(dú)用作固化劑，還可與其他普通環(huán)氧固化劑（如：脂肪胺，脂環(huán)胺、芳香胺、酸酐等）或通用促進(jìn)劑（如：叔胺、咪唑）混合使用，在寬廣的溫度范圍類固化環(huán)氧樹(shù)脂，適用于復(fù)合材料、涂料、膠粘劑和地坪等領(lǐng)域;可用于聚酰胺、聚酰亞胺等有機(jī)合成;可用于聚氨酯做胺類擴(kuò)鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產(chǎn)品的綜合性能。
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，催化劑的選用對(duì)產(chǎn)品的性能也存在著重要的影響。常用的催化劑有兩類:叔胺類和有機(jī)錫類。不同類型的催化劑在反應(yīng)過(guò)程中所起到的作用存在著差異。叔胺類催化劑主要催化水與異氰酸酯的反應(yīng)，有機(jī)錫類化合物主要對(duì)醇與異氰酸酯的反應(yīng)起作用，而對(duì)水的催化作用較小。在工業(yè)中由于用水做發(fā)泡劑用，所以經(jīng)常同時(shí)選用叔胺和有機(jī)錫類作為混合催化體系。
金屬材料由于價(jià)格高昂，質(zhì)量重，耐酸性能差等一系列負(fù)面因素，已經(jīng)在很大程度上限制了其發(fā)展與應(yīng)用。故而力學(xué)性能、機(jī)械和加工性能、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，價(jià)格低廉的高分子材料在很大程度上越來(lái)越受到人們的青睞，在很多領(lǐng)域開(kāi)始替代了天然材料與金屬材料。
但隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，對(duì)材料性能的要求越來(lái)越苛刻。這種要求便刺激了科研人員對(duì)新材料的研發(fā)和對(duì)已有材料的改性。新材料的出現(xiàn)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，所以對(duì)現(xiàn)有材料的改性工作就不可厚非的受到人們的重視。對(duì)材料的改性方法按改性手段主要分為兩大類:物理方法改性和化學(xué)方法改性。
物理方法改性不再多說(shuō)，主要介紹一下化學(xué)方法改性。
由于物理共混方法改性對(duì)材料性能改良的局限性，人們?cè)絹?lái)越多地采用化學(xué)改性的方法。秦玉軍[3]等以端羥基液體聚丁二烯(嘞)、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(PS)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDl)為原料制備預(yù)聚體，利用多元胺(MOCA)為固化劑，合成一系列氨基硅油改性的聚氨酯。
通過(guò)對(duì)材料的力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、表面水接觸角和對(duì)材料進(jìn)行的ESCA表面分析表明，HTPB-IPDI型聚氨酯具有優(yōu)良的力學(xué)性能;改性后的聚氨酯硅氧烷在表面富集，具有較低的表面張力，而其力學(xué)性能受影響較小。
Chien-HsinYang等共同研究了由聚乙二醇(PEG)、聚氧化丙稀醚二元醇(PPG)和聚四氫呋喃二元醇(PTMG)的兩重或三重嵌段的水性聚氨酯的性能。結(jié)果表明，含有PTMG嵌段的聚氨酯拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率最優(yōu)。而含有PEG嵌段的水性聚氨酯分散性最好。
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