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擴(kuò)鏈劑甲苯二異氰酸酯(TDI)
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-8-3 16:09:13 |
本文介紹擴(kuò)鏈劑甲苯二異氰酸酯(TDI)。
在聚乳酸(PLA)/自制抗菌母料(AMB)納米復(fù)合材料中添加擴(kuò)鏈劑甲苯二異氰酸酯(TDI)，研究了TDI含量對(duì)納米復(fù)合材料抗菌性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，TDI質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0~2.5%范圍內(nèi)，隨著擴(kuò)鏈劑甲苯二異氰酸酯(TDI)含量的增加，復(fù)合材料對(duì)大腸桿菌的抗菌性能逐漸輕微減弱，但仍為強(qiáng)抗菌材料;拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度逐漸增加，斷裂伸長率先增加后減小。
當(dāng)擴(kuò)鏈劑甲苯二異氰酸酯(TDI)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最好，與PLA/AMB相比，其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、缺口沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高了7.9%，147.6%，29.4%和22.0%，抗菌率為99.1%，仍為強(qiáng)抗菌材料。
DMPA用量對(duì)分散體穩(wěn)定性的影響。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(duì)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?yàn)楫?dāng)PU大分子中親水基團(tuán)含量不足時(shí)，抵抗大分子團(tuán)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(dāng)DMPA用量增大時(shí)，PU大分子中親水基團(tuán)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(qiáng)。
親水性擴(kuò)鏈劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響：DMPA的加入方式對(duì)分散體系的影響。用聚醚型聚氨酯為目標(biāo)產(chǎn)物，研究了一步法和兩步法加入DMPA的方式對(duì)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?yàn)镈MPA與TDI的反應(yīng)活性較聚醚多元醇大，采用一步法加料，DMPA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(tuán)序列，使得分子鏈間含親水基團(tuán)的硬段之間的靜電力和氫鍵作用加強(qiáng)，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(qiáng)而軟硬段相分離，使得涂膜具有良好的力學(xué)性能。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一種液體仲二胺,由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出。同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾 乎能與任何多元醇和多元胺混合。
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(tuán)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(tuán)，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。
親水性擴(kuò)鏈劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響：DMPA對(duì)涂膜機(jī)械性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著DMPA含量的增加，涂膜的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)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?dāng)U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(qiáng)，從而導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度提高，而斷裂伸長率降低。
親水性擴(kuò)鏈劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響：DMPA對(duì)相轉(zhuǎn)化行為的影響。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。
研究發(fā)現(xiàn)，隨著DMPA含量的增加，體系的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)后延，因?yàn)镈MPA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(shí)微粒子點(diǎn)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(diǎn)后延，從而使乳化過程需要更多的水，而固含量大大降低。
聚氨酯彈性體預(yù)聚體，通常分為低聚物多元醇/TDI體系和低聚物多元醇/MDI體系兩大類。前者一般用二胺作擴(kuò)鏈劑，最常用的是(4，4甲撐雙(鄰一氯苯胺)MOCA。由于MOCA在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有致癌之嫌，因此，為了尋找其代用品，許多國內(nèi)外工作者進(jìn)行了大量的研究，而研究最多的是用各種屏蔽的二胺代替MOCA，并對(duì)彈性體的性能進(jìn)行了研究和比較。后者則一般用二醇擴(kuò)鏈，最常用的是1，4丁二醇和氫醌(雙1，4羥乙基)醚(HQEE)。
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