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擴鏈劑擴鏈制得聚氨酯彈性體
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-3-7 22:39:17 |
為獲得價格適中、耐疲勞性能優(yōu)良的聚氨酯彈性體，王曉鳴等分別用預聚體混合（P-Blend）法（即，首先分別合成MDI基預聚體和NDI基聚氨酯預聚體，再將兩者以一定的比例混合，經過擴鏈劑擴鏈制得聚氨酯彈性體和單體混合（M-Blend）法（即，首先將MDI和NDI以一定的比例混合，合成聚氨酯預聚體，經過擴鏈劑擴鏈制得聚氨酯彈性體）制備了基于MDI/NDI的聚氨酯彈性體（簡稱M/N-PU），測試了M/N-PU的力學性能和耐疲勞性能，研究了擴鏈劑擴鏈制得聚氨酯彈性體M/N-PU材料結構與性能之間的關系。
結果表明，用P-Blend法比用M-Blend法制得的M/N-PU材料具有較高的相分離程度和較好的耐疲勞性能，2種方法合成的M/N-PU材料的力學性能差別不大。M-Blend法合成的M/N-PU預聚體雖然黏度較大［10000mPa·s（70℃）］，但使用壽命較長（50h）；P-Blend法合成的M/N-PU預聚體使用壽命與純 NDI合成的預聚體相當（3h～4h）。
劉涼冰采用PTMEG、1，4-BD及不同的二異氰酸酯合成了一系列聚氨酯彈性體，NDI基聚氨酯的耐屈撓疲勞性能遠好于MDI基聚氨酯。
周文英等選用聚己二酸乙二醇酯為軟段，擴 鏈劑為1， 4-BD，二異氰酸酯分別為MDI、NDI和PP-DI，研究了二異氰酸酯結構對材料力學性能及耐熱性能的影響，NDI體系熱軟化溫度達到190℃，tanδ約為0．15；PPDI體系熱軟化溫度185℃，tanδ約為0．20。由此可知，多元醇為聚己二酸乙二醇酯時，NDI體系的耐熱性能略高于PPDI體系。
在20世紀50年代，Bayer等就制成了NDI基聚氨酯，并由Bayer公司實現(xiàn)了工業(yè)化，產品牌號為vulkollan。1991年，世界聚氨酯大會對NDI技術的發(fā)展予以特別的關注。大會強調指出，一般聚氨酯彈性體雖然具有優(yōu)良的彈性，但熔點普遍較低，限制了它們的應用。
而NDI制品熔點高、彈性優(yōu)良、動態(tài)性能好、壽命長，是極有前途的高性能材料，應大力發(fā)展生產。在歐洲，用NDI制成的彈性體不但一直是澆注型彈性體市場的主要產品，而且是彈性 體系統(tǒng)中最早商業(yè)化的產品。
近年來，由于用TDI、MDI合成的PU不能滿足某些特殊性能要求，使得 NDI基PU發(fā)展迅猛。全球NDI基彈性體vulkollan的消耗量，1998年超過1．0萬t，2003年超過1．2萬t，并且仍在以每年3．8%的速度增長。
MDBA是4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,是一種液體仲二胺, 由于其中每個氨基上的氫原子被一個仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結合產生了許多獨特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會浸出,也不會析出。同時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。
GunterFestel利用1，5-萘二異氰酸酯（NDI）和1，4-丁二醇（BD）為均勻硬質分子單體，與不同軟質分子單體（聚醚、聚酯、聚硅氧烷）縮合制備多嵌段聚氨酯彈性體，詳細研究了硬嵌段相（NDI）彈性體的結構與產品性能間的關系。
發(fā)現(xiàn)，隨著硬嵌段相長度的增加，或者氨基甲酸酯中氨基與聚醚、聚酯、聚硅氧烷中軟段氧原子間氫鍵的減弱，微相分離程度增加，造成聚合物熔點和熔化熱升高。硬嵌段相熔化的多峰行為是由于形成了NDI/BD半微晶區(qū)，在退火時轉變?yōu)楦佑行虻慕Y晶微區(qū)。
當溫度高于180℃時，由于氫鍵斷裂，NDI/BD硬嵌段發(fā)生分解反應，該過程源于不很有序的硬嵌段半結晶微區(qū)。當溫度高于250℃時，發(fā)生快速的分解。在動態(tài)力學行為方面，NDI基聚醚彈性體比其他硅氧烷基的彈性體展示了更高的硬嵌段區(qū)的穩(wěn)定性。同時，在使用溫度范圍內也顯示出最高的儲能模量值，表明剛性對溫度的依賴性以及NDI/BD硬嵌段中活 性填料的顯著影響。
JensKrause等對該預聚體及其彈性體進行了測試研究，并與PPDI基聚氨酯彈性體的性能進行了對比。研究結果表明，在－10℃～130℃溫度下，NDI基PU彈性體的熱穩(wěn)定性最好，從80℃到20℃的性能變化僅為1．7%。對采用不同異氰酸酯制備的外徑為230mm、厚度為70mm的膠輪進行 了動態(tài)負載測試。
結果表明，TDI/PTMG膠輪的斷裂負載為10kN～12kN， PPDI膠輪的斷裂負載為12kN，而NDI膠輪的斷裂負載為18kN；當溫度從0℃升高至100℃時，NDI基PU彈性體的剪切模量值變化不大，而PPDI基PU彈性體的剪切模量值從35MPa降低至22MPa。NDI基PU在高負荷應用中的表現(xiàn)好于PPDI基PU。
文章版權：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 |
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