本文介紹聚甲醛／熱塑性聚氨酯用多官能擴(kuò)鏈劑。
使用聚甲醛／熱塑性聚氨酯用多官能擴(kuò)鏈劑成功地開(kāi)發(fā)出相容的聚甲醛／熱塑性聚氨酯（POM／rfPU）共混物。只添加0．5％重量的聚甲醛／熱塑性聚氨酯用多官能擴(kuò)鏈劑就能大幅度提高POM／TPU共混物的機(jī)械性能，而其它三種常用的相容劑需要添加5％，證明了聚甲醛／熱塑性聚氨酯用多官能擴(kuò)鏈劑對(duì)共混物的相容效率更高。
添加0．5％重量的Joncryl的POM／TPU（75：25）共混物的沖擊強(qiáng)度翻番，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度顯著提高。SEM圖像顯示Joncryl可以減小11PU粒徑，提高POM和TPU之間的界面作用力。
POM／TPU／Joncryl共混物中TPU的間距為0．2μm，非常接近POM／TPU共混物的臨界基體層厚度0．18μm。沖擊力曲線顯示添加Joncyl可以顯著增加POM／TPU共混物的總沖擊吸收能量，并提高POM和TPU之間的界面相互作用。
間苯二酚二羥已基醚（ＨＥＲ）類似于ＨＱＥＥ，是一種性能優(yōu)良的擴(kuò)鏈劑，能顯著改善ＰＵ彈性體的耐溫性和機(jī)械性能ＨＥＲ擴(kuò)鏈劑，目前準(zhǔn)備中試。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了間苯二酚二羥丙基醚（ＨＰＲ）、間苯二酚二羥丙基乙基醚（ＨＰＥＲ）。ＨＰＲ和ＨＰＥＲ在常溫下均是液態(tài)，２５＇Ｃ時(shí)的粘度分別為２０，３．９Ｐａ－ｓ。這 類擴(kuò)鏈劑用于制備聚氨酯彈性體，釜中壽命長(zhǎng)、易于操作。制品具有良好的熱穩(wěn)定性、延伸性，并可降低收縮性。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,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(wú)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。
擴(kuò)鏈反應(yīng)。將一定質(zhì)量的預(yù)聚體加入三口燒瓶中，然后加入預(yù)聚體質(zhì)量50%左右的丙酮，攪拌使其完全溶解。
分別考察了不同擴(kuò)鏈劑對(duì)聚四氫呋喃醚二醇型 (簡(jiǎn)稱PTMG型)及聚己二酸己二醇酯二醇型(簡(jiǎn)稱 PHA型)聚氨酯乳液穩(wěn)定性的影響。結(jié)果如表1所 示。定義預(yù)聚反應(yīng)中的異氰酸指數(shù)R為TDI中異氰酸酯基團(tuán)的量與低聚物二元醇和小分子擴(kuò)鏈劑中羥基量的比值;親水基團(tuán)含量w(—COOH)則是指親水基團(tuán)—COOH占整個(gè)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。上述反應(yīng)中,異氰酸指數(shù)R均基本控制在1155左右,而w(—COOH)=1150%～1152%。 從表1可見(jiàn)由乙二醇和一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑可制得微帶藍(lán)光白色乳液,而且乳液穩(wěn)定性較好,室溫下靜置分層時(shí)間可以達(dá)到3個(gè)月以上。
當(dāng)w(—COOH)=1150%時(shí),固含量控制在3210%～3710%之間,就可以得到穩(wěn)定性較好的乳液,室溫下靜置分層時(shí)間較長(zhǎng)。如果固含量過(guò)高,超過(guò)4010%時(shí)所得到的乳液靜置穩(wěn)定性較差,靜置10d左右即有分層現(xiàn)象。這是因?yàn)橛H水基團(tuán)的含量決定了聚氨酯分子的親水性,親水基團(tuán)含量一定,固含量增加即相當(dāng)于水量減少,乳液的平均粒徑增大,聚氨酯分子在水中分散性下降,此時(shí)乳液的穩(wěn)定性變差。而固含量過(guò)低,當(dāng)?shù)陀?010%,體系粒徑過(guò)小,得到類似凝膠狀物質(zhì)。因此,固含量最好控制在3210%～3710%之間。
不同擴(kuò)鏈劑對(duì)膜吸水率及失重率的影響。分別以PTMG和PHA為原料,w(—COOH)=1151%,異氰酸指數(shù)R為1155左右,擴(kuò)鏈劑用量(擴(kuò)鏈劑占整個(gè)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù))為210%,固含量在3310%～3510%以內(nèi),分析不同擴(kuò)鏈劑對(duì)涂膜吸水率及失重率的影響(見(jiàn)表2)。由表2可以看出,四種體系表現(xiàn)出不同的吸水率及失重率。
無(wú)論對(duì)于PTMG型還是PHA型聚氨酯乳液,隨著擴(kuò)鏈劑中—CH2—數(shù)的不斷增加,結(jié)構(gòu)的親水性逐漸下降,涂膜的吸水率不斷降低。若將乙二醇和一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑制得的聚氨酯涂膜作一比較,則由于一縮二乙二醇比乙二醇結(jié)構(gòu)中多了一醚鍵(—O—),醚鍵的親水性較好,所以以一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑制得的聚氨酯涂膜親水性明顯增大,膜的吸水率增大。由表2中還可以看出,膜在水中浸泡24h后,聚酯型聚氨酯與聚醚型聚氨酯相比,吸水 率明顯增大,耐水性下降。這主要是因?yàn)榫埘バ途郯滨ブ械木埘ザ屋^易水解。從膜的失重率來(lái)看,膜在水中浸泡一周后,以乙二醇為擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯涂膜具有較低的失重率。
在選定了原料、w(—COOH)=1151%、異氰酸 指數(shù)R(1155)及擴(kuò)鏈劑用量(w=210%)之后,聚氨酯乳液涂膜的力學(xué)性能就取決于聚氨酯預(yù)聚體中引入的擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)。
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