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聚氨酯彈性材料擴(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：2017-8-30 12:05:52 |
本文介紹聚氨酯彈性材料擴(kuò)鏈劑。
正異氰酸酯基團(tuán)和含活潑氫化合物的加成縮合反應(yīng)是聚氨酯分子成型的基本化學(xué)特征，尤其是對(duì)聚氨酯彈性材料而言，無(wú)論是一步法還是預(yù)聚物法，其中的化學(xué)反應(yīng)幾乎全部屬于該類(lèi)反應(yīng)范疇。
聚氨酯分子的這種成型特點(diǎn)決定了含活潑氫化合物聚氨酯彈性材料擴(kuò)鏈劑在其合成工藝和性能設(shè)計(jì)中的重要作用，在二異氰酸酯和低聚物二醇等大宗原材料確定的情況下，含活潑氫的聚氨酯彈性材料擴(kuò)鏈劑是生產(chǎn)者根據(jù)性能和工藝要求調(diào)整配方追求最佳效果的重要選擇，它參與分子的構(gòu)成。
PMDA用量對(duì)PET和羧基值的影響可以看出加入PMDA可以顯著提高聚酯的[η]，尤其是PMDA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.3%～0.5%時(shí)，產(chǎn)品的[η]隨擴(kuò)鏈劑用量的增加呈指數(shù)形式增長(zhǎng)。原因是此階段PMDA與PET發(fā)生反應(yīng)，使PET鏈迅速增長(zhǎng)，分子質(zhì)量提高。
質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.3%時(shí)由于PET的水解作用導(dǎo)致PMDA擴(kuò)鏈效果受到限制，[η]提高速度相對(duì)緩慢。質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.5%時(shí)會(huì)出現(xiàn)交聯(lián)現(xiàn)象，機(jī)頭壓力升高，系統(tǒng)不穩(wěn)定，熔解時(shí)有凝膠存在導(dǎo)致可測(cè)分子質(zhì)量下降。因此可知PMDA的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，此時(shí)產(chǎn)品的[η]可達(dá)到0.85dL/g。
隨著PMDA用量增加，產(chǎn)品的羧基值先升高后降低。這是因?yàn)楫?dāng)PM2DA與少于4分子的PET發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生端羧基，因此PMDA加入量較少(質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.3%)時(shí)隨著參加反應(yīng)的PMDA的增加，體系中的羧基值會(huì)相應(yīng)的上升。當(dāng)PMDA達(dá)到一定質(zhì)量之后與PET發(fā)生完全反應(yīng)即1分子PMDA與4分子PET反應(yīng)，此時(shí)體系中的羧基值會(huì)有所降低。
BOZ和PMDA聯(lián)用時(shí)的擴(kuò)鏈效果。PMDA可以顯著提高PET的特性黏度但產(chǎn)品的羧基含量升高，影響其使用。BOZ對(duì)PET的擴(kuò)鏈效果有限但可以與端羧基反應(yīng)，降低體系中的羧基含量。因此理論上兩者聯(lián)用可以彌補(bǔ)各自單獨(dú)使用時(shí)的不足，得到高特性黏度低羧基值的PET產(chǎn)品。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
聚脲
降低凝膠反應(yīng)速度,使得用噴涂澆鑄技術(shù)生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長(zhǎng)的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動(dòng)性、涂層之間的結(jié)合及表面質(zhì)量。使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作為熟化劑,可顯著提高聚合物的抗沖擊性能低溫性能。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%PMDA和0.1%BOZ時(shí)產(chǎn)品的[η]為0.55dL/g;加入0.3%PM2 DA和0.4%BOZ時(shí)出現(xiàn)交聯(lián)得到[ η]為0.50dL/g的產(chǎn)品。因此初步確定添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的BOZ和0.2%的PMDA。BOZ與PMDA聯(lián)用時(shí)，對(duì) PET的[ η]和羧基值的影響。
曲線趨勢(shì)大體一致:[η]隨擴(kuò)鏈劑的增加先升高后降低，羧基值隨擴(kuò)鏈劑用量的增加先降低后升高。當(dāng)PMDA和BOZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%時(shí)得到的PET產(chǎn)品特性黏度(0.90dL/g)最高，羧基值(25mol/t)最低。當(dāng)PMDA質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.1%提高到0.2%時(shí)，[η]提高了0.3。BOZ質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.1%提高到0.2%時(shí)[η]提高了0.2dL/g左右，因此可以看出兩者聯(lián)用時(shí)PMDA對(duì)產(chǎn)品[η]的提高起主要作用，而B(niǎo)OZ對(duì)體系中羧基值的降低起重要作用。
這正好印證了之前的理論分析:將PMDA和BOZ聯(lián)用可以得到高性能的PET產(chǎn)品。此條件下生產(chǎn)的PET產(chǎn)品[η]為0.9dL/g，可以用于制瓶和工程塑料等高端領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
聯(lián)用時(shí)各工藝參數(shù)對(duì)PET特性黏度的影響。反應(yīng)溫度的影響。擠出機(jī)反應(yīng)段的溫度是影響反應(yīng)體系黏度的一個(gè)重要參數(shù)，溫度過(guò)高會(huì)引起PET及擴(kuò)鏈劑的降解導(dǎo)致擴(kuò)鏈劑失效。隨著反應(yīng)溫度的提高，產(chǎn)物的[η]呈下降趨勢(shì)。
因此在能滿足加工的條件下應(yīng)盡量降低反應(yīng)溫度，一方面是防止熱降解，另一方面節(jié)約能源。最佳反應(yīng)溫度為260℃。
螺桿轉(zhuǎn)速的影響。螺桿轉(zhuǎn)速是決定物料在擠出機(jī)料膛中停留時(shí)間長(zhǎng)短的物理量。轉(zhuǎn)速愈高物料在料膛中的停留時(shí)間愈短。由于PET易發(fā)生水解導(dǎo)致其[η]下降，從這個(gè)角度講PET在擠出機(jī)中的停留時(shí)間愈短愈好。
但是過(guò)短的停留時(shí)間又可能導(dǎo)致擴(kuò)鏈劑與PET反應(yīng)不完全，從而削弱擴(kuò)鏈作用。最佳螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min，此時(shí)PET在擠出機(jī)中的 停留時(shí)間約為5min。
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