擴(kuò)鏈劑對乳膠膜的影響：A 配方乳膠膜的吸水率明顯要比 B 配方的小 , 且 A 配方的吸水率在 48 h 后已變化不大 , 趨于飽和 , 而 B 乳膠膜的吸水率在 48 h 后還繼續(xù)增大 , 甚至在 168 h 后還有增大的趨勢。 A 配方有明顯的優(yōu)勢 , 即吸水率與拉伸強(qiáng)度之比明顯增大。也就是說用向預(yù)聚體中引入多異氰酸酯和以 BPA 和 DEG 為混合擴(kuò)鏈劑的方法制備強(qiáng)度高、耐水性好的水性聚氨酯的方法是可行的。
擴(kuò)鏈劑對乳膠膜的影響：BPA 為擴(kuò)鏈劑能改善水性聚氨酯耐水性的機(jī)理分析如下 :
(1) A 試樣乳膠膜的吸水率比 B 試樣的小 , 可能是由于 B 試樣用 DEG 作為擴(kuò)鏈劑時(shí) , 所含— O -較多的原因所致。所含— O -較多時(shí) , 一方面由于— O -與水分子有氫鍵作用 , 可以與水結(jié)合 , 另一方面由于— O -較為柔順 , 增大了分子鏈與水的接觸機(jī)會(huì) , 從而使其吸水率較大。 A 試樣由于用含有剛性憎水基團(tuán)苯環(huán)的 BPA 取代了部分 DEG, 且 BPA 分子結(jié)構(gòu)對稱 , 有利于乳液在成膜過程中結(jié)晶 , 從而使得其吸水率較小。對于兩個(gè)試樣而言 , 最初影響其乳膠膜吸水率的關(guān)鍵因素是可以直接與水接觸的強(qiáng)親水基團(tuán)和可以形成氫鍵的弱親水基團(tuán)。在強(qiáng)親水基團(tuán)含量相同的情況下 , 由于 B 試樣含有的— O -較多 , 所以其吸水率也較大。
(2) A 試樣中用 BPA 取代部分 DEG, 也就是在 WBPU 分子中引入了結(jié)構(gòu)對稱的剛性鏈段 , 容易結(jié)晶 , 限制了 PU 分子鏈的運(yùn)動(dòng) ; B 試樣則不同 , 柔性鏈段較多 , 分子鏈容易運(yùn)動(dòng)。從這一點(diǎn)上來看 , A 試樣的吸水率受強(qiáng)親水基團(tuán)— COOH 的影響最大 , 分子鏈運(yùn)動(dòng)對其影響很小 ; B 試樣受兩個(gè)因素的影響基本相當(dāng)。從這兩個(gè)試樣的吸水率來看前期的吸水率主要受強(qiáng)親水基團(tuán)影響 , 后期的吸水率主要由分子鏈的運(yùn)動(dòng)影響。
從兩種擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)來看 , 在最初吸水率的影響下 , 聚合物大分子處于溶脹狀態(tài) , 在這種狀態(tài)下 , 有柔性鏈段的分子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng) , 對于 B 試樣形成的乳膠膜來說 , 由于分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng) , 使最初與水不能直接接觸的弱親水性基團(tuán)在分子鏈運(yùn)動(dòng)的情況下可以與水接觸 , 從而使其吸水率進(jìn)一步增大。由于 B 試樣的弱親水性基團(tuán)的含量較大 , 所以在后期對乳膠膜的吸水率影響較大 , 成為對乳膠膜后期吸水率影響的一個(gè)關(guān)鍵因素。這就是 B 試樣乳膠膜的吸水率一直持續(xù)增大 , 而 A 試樣乳膠膜吸水率在 48h 后就基本趨于飽和的原因所在 (B 試樣吸水溶脹之后的體積要明顯的大于 A 試樣 ) 。
就防水性來說 , B 試樣中乳膠膜的這種結(jié)構(gòu)也將不利于 防水 , 因?yàn)楫?dāng)這些含量較多的弱親水基團(tuán)充分親水趨于飽和時(shí) , 可能在乳膠膜中由這些親水基團(tuán)形成毛細(xì)管 , 使水能夠順利地通過。而 A 試樣乳膠膜中由于疏水性苯環(huán)的存在則不存在這個(gè)問題。
二乙基甲苯二胺(DETDA)產(chǎn)品介紹
detda化學(xué)名稱二乙基甲苯二胺，等同于 Ethancure 100 和 Lonza DETDA 80。是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑，尤其適用于RIM（反應(yīng)注射成型）和SPUA（噴涂聚脲彈性體）上；為聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹脂的芳香族二胺固化劑，用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑，也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴(kuò)鏈劑，同時(shí)也可用作聚氨酯和環(huán)氧樹脂固化劑，環(huán)氧樹脂的抗氧劑，工業(yè)油及潤滑劑等
同樣 , B 試樣在剛?cè)榛陼r(shí) , 試驗(yàn)所測的乳液粒徑比放置一段時(shí)間后乳液粒徑將會(huì)大很多 , 而 A 試樣的乳液粒徑變化則不大。因?yàn)槿榛^程中可能只是強(qiáng)親水基團(tuán)形成了乳化中心 , 弱親水基團(tuán)還未形成親水中心。放置一段時(shí)間后 , 由于分子運(yùn)動(dòng)的原因 , 一方面聚合物分子在水中運(yùn)動(dòng) , 使弱親水基團(tuán)更多地暴露在水中 , 與水分子充分接觸 ; 另一方面是水分子的運(yùn)動(dòng) , 水分子慢慢地滲入到聚合物分子所形成的無規(guī)線團(tuán)中。在這兩者共同運(yùn)動(dòng)的作用下 , 使弱親水基團(tuán)和水分子以氫鍵的作用相互作用 , 形成更多的親水中心 , 有利于乳液的穩(wěn)定性 , 但是乳液黏度將會(huì)增大。同時(shí) , 如果將乳液液滴看成是固相的話 , 如果其溶脹體積過大 , 將會(huì)不利于乳液的穩(wěn)定性。具體情況還有待于進(jìn)一步研究說明。
擴(kuò)鏈劑對乳膠膜的影響：酸、堿處理后力學(xué)性能的變化
酸、堿處理后乳膠膜的力學(xué)性能保持率是衡量聚氨酯防水涂料的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)酸、堿處理后 , A 乳膠膜的延伸率比 B 低 , 拉伸強(qiáng)度比 B 高。但是 A 經(jīng)酸、堿處理后的延伸率和拉伸強(qiáng)度都能滿足 80% 保持率的要求。
擴(kuò)鏈劑對乳膠膜的影響：結(jié)論
由于擴(kuò)鏈劑 BPA 中含有剛性憎水基團(tuán)苯環(huán) , 而 DEG 中含有柔性親水基團(tuán)— O?- , 所以 A 試樣乳液的平均粒徑比 B 試樣的大 , 分布寬 ; A 乳膠膜比 B 的吸水率小 , 且在 48 h 后已基本趨于飽和 ; 拉伸強(qiáng)度高 , 延伸率低 ; 而且 A 經(jīng)酸、堿處理后的拉伸強(qiáng)度和延伸率都能滿足聚氨酯涂料標(biāo)準(zhǔn)的要求。在此基礎(chǔ)上制得的水性聚氨酯涂料的拉伸強(qiáng)度為 9 . 09 MPa, 延伸率為 453%; 酸、堿處理后的拉伸強(qiáng)度和延伸率分別為 7 . 41MPa 、 8 .36MPa 和 479% 、 429% 。
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