本文介紹聚氨酯彈性體用混合擴(kuò)鏈劑。

將傅里葉變換衰減全反射紅外光譜法(ATR-FTIR)引入聚氨酯成型試樣性能測試中，通過研究聚氨酯微觀結(jié)構(gòu)中的氫鍵化程度考察了硫化條件對聚氨酯結(jié)構(gòu)與性能的影響。同時研究了柔性鏈、剛性鏈聚氨酯彈性體用混合擴(kuò)鏈劑的并用制備新型聚氨酯彈性體。

對聚氨酯彈性體材料的進(jìn)行分析測試，同時利用Coleman理論計算C=O和N-H的氫鍵化程度。聚氨酯彈性體試樣的微觀結(jié)構(gòu)的氫鍵化程度和宏觀力學(xué)性能具有一致性，即氫鍵化程度越高，材料宏觀力學(xué)性能越高。

結(jié)果表明在一定溫度下聚氨酯試樣氫鍵化程度隨著后硫化時間的延長呈現(xiàn)極大值，宏觀力學(xué)強(qiáng)度也有一致的變化趨勢。經(jīng)100℃×9hrs后硫化條件的試樣N-H氫鍵化最大值百分比可達(dá)94.74%，C=O氫鍵化最大值為51.91%，拉斷強(qiáng)度最大值為16.9MPa，撕裂強(qiáng)度最大值為26.7kN/m。

采用預(yù)聚體法，THEIC/TIPA混合擴(kuò)鏈劑制備聚氨酯彈性體，當(dāng)n(THEIC):n(TIPA)為3：2時，試樣的拉斷強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較高，分別為28.5MPa和43.8kN/m-1。但在80℃和100℃的恒溫環(huán)境中，聚氨酯彈性體用混合擴(kuò)鏈劑試樣力學(xué)性能比純組分?jǐn)U鏈試樣低，硬度、拉斷強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度的性能保持率均最低。而DSC和TG熱分析結(jié)果表明，混合擴(kuò)鏈試樣的熱分解溫度最高，這表明其交聯(lián)結(jié)構(gòu)更為完整。

乳膠粒子形態(tài)及粒徑分析。3種乳液的乳膠粒子基本上為球形；樣品Ⅰ粒徑在40nm左右，樣品Ⅱ粒徑在60nm左右，在樣品Ⅲ中出現(xiàn)了粒徑雙分布，小粒徑和樣品Ⅰ的粒徑接近，大粒徑和樣品Ⅱ的粒徑接近，說明一步擴(kuò)鏈法中親水基團(tuán)在分子鏈中的分布是無規(guī)的，粒徑存在雙分布。



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。延長的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動性、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。


DMA分析。在－100～－50℃和25～110℃出現(xiàn)了2個模量快速下降階段，儲能模量的快速下降表明某些分子鏈節(jié)的活動能力加強(qiáng)，在－55～－45℃處的損耗峰，與PU軟段的運動相對應(yīng)；在50～75℃處的損耗峰與PU硬段的運動相對應(yīng)。

在－100～－50℃處的峰為聚氨酯軟段運動形成的損耗模量峰，3種擴(kuò)鏈方式對聚氨酯軟段微區(qū)的影響較?。辉?5～110℃處的峰為聚氨酯硬段運動形成的損耗模量峰，氨基甲酸酯中的N—H大部分能形成氫鍵，其中大部分是與硬段中的CO形成的，小部分是與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的，在氫鍵作用下構(gòu)成了物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

在一定溫度范圍內(nèi)，物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的存在牽制了硬段鏈節(jié)的運動，使得在軟段損耗峰后出現(xiàn)了一個較長的橡膠平臺，氫鍵化程度越大，平臺越長；當(dāng)溫度達(dá)到一定值時，氫鍵被破壞，物理網(wǎng)絡(luò)消失，儲存模量迅速下降。可以看出樣品Ⅰ的平臺最長，樣品Ⅱ和Ⅲ次之，說明樣品Ⅰ的氫鍵化程度高于后兩者的氫鍵化程度。
TGA分析比較。在N2氛圍下，1#、2#樣品分別在339.1℃與354.8℃出現(xiàn)小的失重平臺，而1#樣品在395.4℃出現(xiàn)尖銳的熱失重峰，2#樣品在404.1℃出現(xiàn)熱失重峰。1#樣品在351.1℃、406.9℃出現(xiàn)兩個明顯的失重峰，2#樣品只在357.5℃出現(xiàn)明顯的失重峰。

PUE的熱分解是一個非常復(fù)雜的過程，隨著溫度提高，分子鏈間的氫鍵開始斷裂，接著分子鏈上的基團(tuán)根據(jù)各自耐熱性的好壞依次開始分解，并產(chǎn)生一些活性自由基，還伴隨著分子結(jié)構(gòu)的重組。小的失重平臺是由于PUE內(nèi)未交聯(lián)或已交聯(lián)的低相對分子質(zhì)量的物質(zhì)發(fā)生熱分解。尖銳的失重峰是PUE內(nèi)規(guī)整的交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)生裂解。

在空氣氛圍下，熱失重過程還包括氧化反應(yīng)，1#樣品第1個失重峰為未交聯(lián)或已交聯(lián)的較低相對分子質(zhì)量物質(zhì)受熱分解并發(fā)生氧化反應(yīng)，第2個失重峰是規(guī)整交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化、裂解的失重。而2#樣品分子間結(jié)合力較1#強(qiáng)，低相對分子質(zhì)量物質(zhì)含量較少，但硬段部分還有較多乙基等耐熱性能較差的基團(tuán)，一旦分子鏈間的氫鍵斷裂，分子結(jié)構(gòu)的氧化、分解反應(yīng)迅速。

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