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擴鏈劑合成聚氨酯
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-4-17 20:12:29 |
本文采用聚四亞甲基醚二元醇和4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯進行逐步聚合反應(yīng)，再分別用乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二胺等擴鏈劑合成聚氨酯。
小角激光散射的結(jié)果表明，在一定的擴鏈劑用量范圍內(nèi)，擴鏈劑合成聚氨酯產(chǎn)物為亞微觀無定形結(jié)構(gòu)，且當擴鏈劑減少到一定程度之后向球晶演變。溶解測定結(jié)果表明，擴鏈劑合成聚氨酯為具有不同支化程度的可溶性聚合物。
為了測試聚氨酯彈性體的耐熱性能，我們分別對PU1(PCL+ M-CDEA)，PU2(PCL+MOCA)，PU3(PTMG+ M-CDEA)和PU4(PTMG+ MOCA)進行了DSC測試。
U1和PU2的DSC曲線上硬相區(qū)熔化峰較弱甚至幾乎沒有，這表明聚ε-己內(nèi)酯多元醇(PCL)為軟段結(jié)構(gòu)的聚氨酯彈性體相分離程度較差，微相中存在著鏈段之間的混合，在軟鏈段相區(qū)中包含著硬鏈段。但是對比PU1和PU2的DSC曲線可以看出，PU1的硬相區(qū)熔化峰較PU2的要強，這表明以M-CDEA作為擴鏈劑能改善聚氨酯彈性體的微相分離結(jié)構(gòu)。另外從PU3和PU4的DSC
曲線中可以看出，PU3的硬相區(qū)熔化峰出現(xiàn)在241.8℃，而PU4的硬相區(qū)熔化峰出現(xiàn)在202℃，這表明以M-CDEA作為擴鏈硬段結(jié)構(gòu)，能明顯提高聚氨酯彈性體的耐熱性能。
PU3、PU4的降解曲線的斜率要比PU1和PU2的小，這表明以PTMG作為軟段合成的聚氨酯彈性體的熱穩(wěn)定性比PCL作為軟段的聚氨酯彈性體要好。另外從DTG的曲線圖上可以看出，PU1比PU2的極大熱失重峰對應(yīng)的熱分解溫度高出5.6℃，PU3和PU4的DTG曲線上存在兩步熱失重過程，其中PU3的第二步熱失重所對應(yīng)的極大熱失重峰所對應(yīng)的熱分解溫度要比PU4的高5.6℃，這表明采用M-CDEA為擴鏈劑的聚氨酯彈性體的耐熱性要比MOCA的好。
PU1、PU2的DTG曲線上只存在一個極大熱失重峰，表明以PCL作為軟段合成的聚氨酯彈性體分子量分布比較均勻；而PU3、PU4的DTG曲線上存在兩步熱失重過程，熱失重的第一階段失去的可能是未交聯(lián)的低分子物質(zhì)和交聯(lián)的分子量較低的物質(zhì)。總上可知，以PTMG做為軟段，經(jīng)M-CDEA擴鏈的聚氨酯彈性體耐熱性能最好。
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
用M-CDEA作擴鏈劑合成的聚氨酯彈性體比MOCA制得的聚氨酯彈性體具有更好的硬度、撕裂強度、彈性和耐磨性，但是M-CDEA的活性較MOCA的要高，釜中壽命較短。
DSC和TG測試結(jié)果表明：經(jīng)過M-CDEA擴鏈的聚氨酯彈性體耐熱性能優(yōu)于經(jīng)過MOCA擴鏈的聚氨酯彈性體。
采用半預(yù)聚物法、預(yù)聚物法、一步法制備的聚氨酯彈性體的性能比較。半預(yù)聚物法顯得較為獨特，它所得彈性體的硬度、300%定伸應(yīng)力較預(yù)聚物法所得的稍低，但拉伸強度比預(yù)聚物法所得的高。重復(fù)實驗仍有上述結(jié)果。
除了半預(yù)聚物法的反應(yīng)復(fù)雜外，還應(yīng)注意到，由于半預(yù)聚物兩組分易于混合均勻，使各種反應(yīng)比較完全，彈性體各部分較均一也是很重要的一個因素，另外根據(jù)該法所制彈性體的電鏡照片(圖1)可看到，半預(yù)聚物法制得的彈性體，其軟段區(qū)域(白相)和硬段區(qū)域(黑相)尺寸較大，分布比較集中，硬段區(qū)域?qū)姸蓉暙I大、軟段區(qū)域?qū)椥载暙I大，因而它的拉伸強度和伸長率都較預(yù)聚物法制得的彈性體高。
半預(yù)聚物法作為聚氨酯彈性體合成的一種方法，不僅所制得的彈性體性能優(yōu)良，而且這種工藝方法在實際應(yīng)用中也十分便利。在利用半預(yù)聚物法制備聚氨酯彈性體時，多種情況下A組分(即半預(yù)聚物)可以采用同一配方，而只需對B組分(即含擴鍵劑的組分)進行適當?shù)呐浞秸{(diào)整即可，從而大大縮短了研究和生產(chǎn)加工周期。
半預(yù)聚物合成中的有關(guān)計算方法，是在彈性體合成制備過程中通過考察各組分之間的相互配合、相互作用而總結(jié)得出的一種切實可行的方法。該方法計算準確，各因子之間相互影響小，是彈性體合成中新工藝條件下的一種新的計算方法，具有一定的使用價值。
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