|
|
|
擴鏈劑1，4-丁二醇
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-26 17:30:11 |
制備了聚氨酯改性環(huán)氧樹脂體系，并通過紅外光譜分析，研究了異氰酸酯端基的聚氨酯預(yù)聚體、擴鏈劑1，4-丁二醇、環(huán)氧樹脂及其固化劑之間相互反應(yīng)的規(guī)律。
結(jié)果表明，聚氨酯、環(huán)氧樹脂二者之間形成IPN結(jié)構(gòu)過程中，環(huán)氧樹脂與其固化劑之間發(fā)生固化反應(yīng);擴鏈劑1，4-丁二醇對PU預(yù)聚體進行擴鏈;同時TDE-85同PU預(yù)聚體之間還發(fā)生兩相間的化學(xué)反應(yīng)，這可有效地提高2種聚合物之間的相容性和穩(wěn)定性，從而可以提高環(huán)氧樹脂性能，達到改性目的。
環(huán)氧樹脂具有很多優(yōu)點，如機械強度高、粘結(jié)力強、收縮率低、穩(wěn)定性好、加工性能優(yōu)良等，被 廣泛使用于涂料、粘結(jié)劑、電氣產(chǎn)品、土木建筑、復(fù)合材料等領(lǐng)域。然而由于其性脆、不夠強韌、抗沖擊性差，成為影響其市場進一步擴大的難題，為此必須對其進行改性。
目前對環(huán)氧樹脂采用的主要改性方法之一，就是聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，在適當(dāng)?shù)臈l件下使得二者形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而達到提高環(huán)氧樹脂韌性，同時不降低其強度、耐熱性的目的。
然而，在聚氨酯改性環(huán)氧樹脂時由于原料的多樣性，且各種原料所含官能團在一定程度上可發(fā)生 反應(yīng)并且相互產(chǎn)生影響，使得聚氨酯改性環(huán)氧樹脂體系的固化機理復(fù)雜化。
通常的文獻上只是籠統(tǒng)的根據(jù)各種原料的官能團指出了體系內(nèi)可能存在的反應(yīng)，或者僅就開始原料和最終產(chǎn)物做結(jié)構(gòu)分析，而并未對反應(yīng)過程做進一步的研究。
本文通過設(shè)計一系列方案，采用紅外光譜對聚合物進行結(jié)構(gòu)表征，探討了聚氨酯預(yù)聚體對環(huán)氧樹脂改性的過程中可能發(fā)生的反應(yīng)種類及反應(yīng)機理，對聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的應(yīng)用研究具有重要的指導(dǎo)意義。
實驗原料：甲苯二異氰酸酯(TDI);聚醚210;擴鏈劑1，4-丁二醇;二月桂酸二丁基錫,1，2-環(huán)氧環(huán)己烷-4，5-二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85);甲基四氫鄰苯二甲 酸酐(MeTHPA);2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)。
端異氰酸酯基PU預(yù)聚體的制備在四口燒瓶中加入聚醚210，首先加熱抽真空脫水，80℃左右緩慢加入化學(xué)計量的TDI，攪拌至所需時間后停止反應(yīng)，即得到端異氰酸酯的PU預(yù)聚體，冷卻至室溫待用。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)優(yōu)點:
液體,安全易操作
釜中壽命長
毒性低-艾姆斯試驗為陰性
流動性和附著性提高
濕度靈敏性低
可用于MDI預(yù)聚物的熟化
與多種多元醇共熟化劑和其他聚氨酯化學(xué)原料兼容
可用于室溫熟化
硬泡: 增強壓縮強度尺寸穩(wěn)定性,降低易脆性,閉孔率高,導(dǎo)熱系數(shù)低
TDI軟泡: 低密度,高強度,高承載性
MDI軟泡:低密度,低硬度,強度增強
IPN產(chǎn)物的制備。將TDE-85置于80℃左右真空干燥箱中抽真空脫水氣，冷卻至60℃左右按比例加入端異氰酸酯的PU預(yù)聚體、擴鏈劑1，4-丁二醇、固化劑 MeTHPA以及固化促進劑DMP30(占固化劑質(zhì)量分數(shù)的1%)，混合均勻后再放置于80℃真空干燥箱內(nèi)脫氣30min，澆到聚四氟乙烯板上，經(jīng)程序升溫固化(80℃/1h+100℃/2h+140℃/10h)。其他產(chǎn)物的制備過程均同上述過程類似，只是加入原料的種類、數(shù)量有變。
采用AVATAR360型紅外分析儀(美國Nicolet 公司)對原料TDE-85、聚醚二元醇GM210以及PU預(yù)聚體、1#～5#樣品進行紅外光譜分析。固體樣品采用溴化鉀壓片法進行檢測，液體樣品直接測試或經(jīng)過四氯化碳稀釋后檢測。
3001cm-1、2931cm-1左右處的吸收峰是飽和C—H伸縮振動峰，1736cm-1處是羰基伸縮振動峰，1180cm-1、1133cm-1左右處出現(xiàn)的兩個醚鍵C—O—C吸收 峰，處于高頻的為反對稱伸縮振動峰，強度很高，出現(xiàn)在低頻的為對稱伸縮振動峰，強度較小。
908cm-1左右處的是環(huán)氧基的特征峰，727cm-1左右處的寬峰，是采用四氯化碳稀釋TDE-85時引入的C—Cl鍵的吸收峰。對比TDE-85和1#譜線，發(fā) 現(xiàn)1#樣品的紅外光譜圖中908cm-1左右處的環(huán)氧基特征峰已基本消失，且在3629cm-1左右處出現(xiàn)了吸收峰，這應(yīng)該是CO雙鍵的倍頻峰。結(jié)合文獻[5]，可以推測1#樣品的反應(yīng)歷程可分為以下3個階段:首先，促進劑DMP-30進攻酸酐生成羧酸鹽陰離子。其次，羧酸鹽陰離子和環(huán)氧基(TDE-85中脂環(huán)上的環(huán)氧基也會發(fā)生類似反應(yīng)，下同)反應(yīng)生成氧陰離子。
此羧酸鹽陰離子再與環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)，這樣一步一步地交替進行固化反應(yīng)。TDE-85和2#樣品的紅外光譜對比2#、TDE-85的紅外光譜圖，可以看到，2條譜線非常相似，除了2#3535cm-1左右處多了O—H伸縮振動吸收峰外，其余各峰基本相同，且2# 樣品經(jīng)過程序固化溫度，沒有固化，仍然為液體，這些說明了在給定的條件下，TDE-85和擴鏈劑1，4-丁二醇并未發(fā)生反應(yīng)。多的羥基振動峰是因為加入的1，4-丁二醇和TDE-85沒有反應(yīng)，引入了羥基的緣故。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA) http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
