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聚醚型聚氨酯擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-1-22 16:41:21 |
張輝等用聚醚型聚氨酯為目標產(chǎn)物，研究了一步法和兩步法加入聚醚型聚氨酯擴鏈劑的方式對分散體系的影響。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)：二步法合成的乳液外觀比一步法好，其乳液粒徑小，但一步法的力學(xué)性能要優(yōu)于二步法。這是因為聚醚型聚氨酯擴鏈劑與TDI的反應(yīng)活性較聚醚多元醇大，采用一步法加料，聚醚型聚氨酯擴鏈劑優(yōu)先于TDI反應(yīng)，形成了較長的硬段及比較密集的親水基團序列，使得分子鏈間含親水基團的硬段之間的靜電力和氫鍵作用加強，導(dǎo)致硬段過度密集，水分子難以融入硬段區(qū)域中；另一方面，離子的聚集度加強而軟硬段相分離，使得涂膜具有良好的力學(xué)性能。
二步法中聚醚先于TDI形成軟硬段嵌段共聚物，之后加入的親水性的離子基團被長的聚醚分子間隔地分布在分子鏈中，優(yōu)于分子鏈中規(guī)則地分布著大量的親水基團，使得分子整體的親水性提高，粒徑減小，因此乳液外觀較一步法好。
擴鏈劑對分散體的影響之涂膜機械性能。
研究發(fā)現(xiàn)，隨著聚醚型聚氨酯擴鏈劑含量的增加，涂膜的拉伸強度和剪切強度提高，斷裂伸長率降低。這是由于PUA分子為軟硬段嵌段共聚物，其中氨基甲酸酯鍵（或有少量脲鍵）構(gòu)成硬段，多元醇構(gòu)成軟段，軟硬段比例直接決定了其力學(xué)性能。小分子親水擴鏈劑含量的增加，使得分子結(jié)構(gòu)中硬段比例提高，分子內(nèi)庫倫力和氫鍵作用增強，從而導(dǎo)致拉伸強度和機械強度提高，而斷裂伸長率降低。
與其他體系的相反轉(zhuǎn)一樣，水性聚氨酯預(yù)聚物的加水乳化過程也要經(jīng)歷從W/O到O/W的轉(zhuǎn)變過程。張輝等人研究發(fā)現(xiàn)，隨著DMPA含量的增加，體系的相轉(zhuǎn)變點后延，因為DMPA含量增加，硬段比例增大，隨著體系離子化程度的提高，軟硬段間的極性差異增大，造成體系的相分離程度提高，同時微粒子點陣密度增加，需要更多的水才能使之完全解聚集，雖然，提高DMPA含量，可以改善乳液外觀，提高涂膜力學(xué)性能等，但過高的含量不僅使耐水性變差，而且將導(dǎo)致相轉(zhuǎn)變點后延，從而使乳化過程需要更多的水，而固含量大大降低。
產(chǎn)品特點：
在不損失機械強度前提下，獨特的適用期
粘度極低，易于和其他固化劑混合
活潑氫當量低，添加比例小
蒸汽壓很低
適中的固化速度，用于復(fù)合材料，膠粘劑和地坪領(lǐng)域時利于改善操作工藝
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴鏈劑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)氧樹脂固化劑。
該產(chǎn)品可單獨用作固化劑，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、聚酰亞胺等有機合成;可用于聚氨酯做胺類擴鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產(chǎn)品的綜合性能。
朱寧香等研究發(fā)現(xiàn)，隨著親水基含量的增大，分散體粒徑減小，Zeta電位絕對值增大，兩者提高了分散體的貯存、離心和稀釋穩(wěn)定性。這是因為當PU大分子中親水基團含量不足時，抵抗大分子團聚的雙電層較弱，Zeta電位較低，使分散體的粒徑比較大，外觀乳白渾濁；當DMPA用量增大時，PU大分子中親水基團含量增大，Zeta電位增大，則分散體粒徑減小，其貯存、稀釋、離心穩(wěn)定性增強。
文章對乳液在高溫、低溫以及室溫下貯存穩(wěn)定性進行了測試。當DHPA含量小于4%時，乳液經(jīng)3次凍融出現(xiàn)凝膠，當DHPA含量大于5%時，乳液經(jīng)4次凍融出現(xiàn)凝膠，說明乳液具有一定的抗凍融性。乳液在高溫表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，乳液的貯存穩(wěn)定性也很好，室溫放置6個月以上沒用明顯的分層。
在含有DHPA的WPU膠膜中，隨著親水基團含量的增加，膠膜的拉伸強度呈上升趨勢，而斷裂伸長率則呈先增后降的趨勢。當DHPA含量為5%時，WPU膠膜的綜合力學(xué)性能最佳。
聚氨酯的硬段中存在兩個熔融峰，且隨著DHPA含量的不斷增加，兩個熔融峰的Tg(玻璃化溫度)均向低溫轉(zhuǎn)移，說明硬段相中有序區(qū)的均勻程度下降，另外軟硬段間的相互作用也使鏈段較短的硬鏈段首先進入軟段相，當DHPA含量不斷增加到一定程度后，軟段相中不再形成結(jié)晶，對硬段鏈的限制變小，存在硬段鏈的量也增加，導(dǎo)致硬段區(qū)的有序程度降低，所以，熔融溫度降低。
綜上所述，采用磺酸型親水擴鏈劑(DHPA)制得的聚氨酯微乳液粒徑呈多元分布，乳膠粒子呈球形;乳液為假塑性流體;隨著DHPA含量的增大，膠粒平均粒徑逐漸減小，固含量不斷增大，且當DHPA含量為6%時，乳液的固含量最高達59%。乳液具有較好的低溫和高溫以及貯存穩(wěn)定性;隨著DHPA含量的增大膠膜的拉伸強度逐漸增大，斷裂伸長率則先增大后減小，但DHPA含量對膠膜的熱穩(wěn)定性沒有明顯的影響。
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