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聚合物用擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-2-21 11:40:04 |
聚氨酯由長(zhǎng)鏈段原料與短鏈段原料聚合而成，是一種嵌段聚合物。一般長(zhǎng)鏈二元醇構(gòu)成軟段，而硬段則是由多異氰酸酯和聚合物用擴(kuò)鏈劑構(gòu)成。軟段和硬段種類影響著材料的軟硬程度、強(qiáng)度等性能。
影響性能的基本因素。聚氨酯制品品種繁多、形態(tài)各異，影響各種聚氨酯制品性能的因素很多，這些因素之間相互有一定的聯(lián)系。對(duì)于聚氨酯彈性體材料、泡沫塑料，性能的決定因素各不相同，但有一些共性。
基團(tuán)的內(nèi)聚能。聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等長(zhǎng)鏈多元醇與多異氰酸酯、聚合物用擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑反應(yīng)而制成。聚氨酯的性能與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而基團(tuán)是分子的基本組成成分。通常，聚合物的各種性能，如力學(xué)強(qiáng)度、結(jié)晶度等與基團(tuán)的內(nèi)聚能大小有關(guān)。
聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基團(tuán)外，不同的聚氨酯制品中還有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、縮二脲、芳環(huán)及脂鏈等基團(tuán)中的一種或多種。各基團(tuán)對(duì)分子內(nèi)引力的影響可用組分中各不同基團(tuán)的內(nèi)聚能表示。
酯基的內(nèi)聚能比脂肪烴和醚基的內(nèi)聚能高；脲基和氨基甲酸酯基的內(nèi)聚能高，極性強(qiáng)。因此聚酯型聚氨酯的強(qiáng)度高于聚醚型和聚烯烴型，聚氨酯-脲的內(nèi)聚力、粘附性及軟化點(diǎn)比聚氨酯的高。
?聚氨酯材料的結(jié)晶性、相分離程度等與大分子之間和分子內(nèi)的吸引力有關(guān)，這些與組成聚氨酯的軟段及硬段種類有關(guān)，也即與基團(tuán)種類及密集程度有關(guān)。
氫鍵存在于含電負(fù)性較強(qiáng)的氮原子、氧原子的基團(tuán)和含H原子的基團(tuán)之間，與基團(tuán)內(nèi)聚能大小有關(guān)，硬段的氨基甲酸酯或脲基的極性強(qiáng)，氫鍵多存在于硬段之間。據(jù)報(bào)道，聚氨酯中的多種基團(tuán)的亞胺基（NH）大部分能形成氫鍵，而其中大部分是NH與硬段中的羰基形成的，小部分與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的。
與分子內(nèi)化學(xué)鍵的鍵合力相比，氫鍵是一種物理吸引力，極性鏈段的緊密排列促使氫鍵形成；在較高溫度時(shí)，鏈段接受能量而活動(dòng)，氫鍵消失。氫鍵起物理交聯(lián)作用，它可使聚氨酯彈性體具有較高的強(qiáng)度、耐磨性。氫鍵越多，分子間作用力越強(qiáng)，材料的強(qiáng)度越高。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(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(shí)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(shí),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(shí)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(shí)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(rùn)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(zhǎng)釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
結(jié)構(gòu)規(guī)整、含極性及剛性基團(tuán)多的線性聚氨酯，分子間氫鍵多，材料的結(jié)晶程度高，這影響聚氨酯的某些性能，如強(qiáng)度、耐溶劑性，聚氨酯材料的強(qiáng)度、硬度和軟化點(diǎn)隨結(jié)晶程度的增加而增加，伸長(zhǎng)率和溶解性則降低。
對(duì)于某些應(yīng)用，如單組分熱塑性聚氨酯膠粘劑，要求結(jié)晶快，以獲得初粘力。某些熱塑性聚氨酯彈性體因結(jié)晶性高而脫模快。結(jié)晶聚合物經(jīng)常由于折射光的各向異性而不透明。
若在結(jié)晶性線性聚氨酯中引入少量支鏈或側(cè)基，則材料結(jié)晶性下降，交聯(lián)密度增加到一定程度，軟段失去結(jié)晶性，整個(gè)聚氨酯彈性體可由較堅(jiān)硬的結(jié)晶態(tài)變?yōu)閺椥暂^好的無定型態(tài)。在材料被拉伸時(shí)，拉伸應(yīng)力使得軟段分子基團(tuán)的規(guī)整性提高，結(jié)晶性增加，會(huì)提高材料的強(qiáng)度。硬段的極性越強(qiáng)，越有利于材料的結(jié)晶。
分子內(nèi)適度的交聯(lián)可使聚氨酯材料硬度、軟化溫度和彈性模量增加，斷裂伸長(zhǎng)率、永久變形和在溶劑中的溶脹性降低。對(duì)于聚氨酯彈性體，適當(dāng)交聯(lián)，可制得機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良、硬度高、富有彈性，且有優(yōu)良耐磨、耐油、耐臭氧及耐熱性等性能的材料。但若交聯(lián)過度，可使拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等性能下降。
聚氨酯化學(xué)交聯(lián)一般是由多元醇（偶爾多元胺或其它多官能度原料）原料或由高溫、過量異氰酸酯而形成的交聯(lián)鍵（脲基甲酸酯和縮二脲等）引起，交聯(lián)密度取決于原料的用量。與氫鍵引起的物理交聯(lián)相比，化學(xué)交聯(lián)具有較好的熱穩(wěn)定性。
聚氨酯泡沫塑料是交聯(lián)型聚合物，其中軟制裁泡沫塑料由長(zhǎng)鏈聚醚（或聚酯）二醇及三醇與二異氰酸酯及聚合物用擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑制成，具有較好的彈性、柔軟性；硬質(zhì)泡沫塑料由高官能度、低分子量的聚醚多元醇與多異氰酸酯（PAPI）等制成，由于很高的交聯(lián)度和較多剛性苯環(huán)的存在，材料較脆。
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