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耐熱聚氨酯用擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-3-2 15:06:40 |
本文介紹如何合成一種新型耐熱聚氨酯用擴(kuò)鏈劑，研究了用聚酯、TDI、3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺(MOCA)4，4’二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)擴(kuò)鏈劑制備聚氨酯彈性體(PUE)的方法，討論了合成工藝。
介紹了耐熱聚氨酯用擴(kuò)鏈劑BMI-MOCA硫化聚氨酯彈性體的性能，探討了BMI-MOCA的適用性及其優(yōu)缺點(diǎn).采用BMI-MOCA為擴(kuò)鏈劑容易合成高硬度、耐溫性好的聚氨酯彈性體.新的耐熱聚氨酯用擴(kuò)鏈劑劑配方設(shè)計(jì)，提供了更為廣泛的選擇性。
聚氨酯彈性體(PUE)具有優(yōu)良的物理、機(jī)械性能，幾乎能用任何一種常規(guī)塑料成型工藝進(jìn)行加工，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.然而聚氨酯的耐熱性能不佳，材料在100℃以上軟化，長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致材料變形，使其應(yīng)用受到一定的限制.因此，改善聚氨酯的耐熱性，一直是PUE領(lǐng)域十分活躍的研究課題.
聚氨酯的結(jié)構(gòu)由軟段和硬段交替而成，由于軟段和硬段的不相容而使共聚物的聚集態(tài)分離成軟段區(qū)和硬段區(qū)，二相結(jié)構(gòu)分離的愈好，PUE的綜合性能愈好，其高溫強(qiáng)度和高溫模量也愈大;另外，剛性鏈段、交聯(lián)均有利于提高PUE的耐熱性，也可以說(shuō)，提高軟、硬段的耐熱性均有利于改善 PUE的耐熱性.
本文研究了一種新型耐熱聚氨酯澆注型彈性體適用的擴(kuò)鏈劑，通過(guò)4，4’二苯甲烷雙馬來(lái)酰 亞胺(BMI)與3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺(MOCA)反應(yīng)的產(chǎn)物作為PUE的擴(kuò)鏈劑，合成了高硬度、耐溫性好的聚氨酯彈性體;并對(duì)其物理、機(jī)械性能作了初步探討.新型擴(kuò)鏈劑的研究，為發(fā)展彈性體新品種打下基礎(chǔ)，對(duì)PU的配方設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
實(shí)驗(yàn)原材料：3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺:工業(yè)品;4，4’二苯甲烷型雙馬來(lái)酰亞胺(BMI):工業(yè)品，外觀為淡黃色粉末，熔點(diǎn)為148～156℃;聚已二酸乙二醇 酯:CP級(jí)，M{n=2000，官能度f(wàn)γn=2.00;2，4(2，6)甲苯二異氰酸酯(TDI):AR級(jí)。
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(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。
擴(kuò)鏈劑的合成。在備有溫度計(jì)，回流冷凝器，加料漏斗和電動(dòng)攪拌器的四口燒瓶中，先加入MOCA，升溫熔化后加入BMI(二者摩爾比為1:2)，將物料加熱到120～140℃保溫反應(yīng)0.45～1h，反應(yīng)完畢，將反 應(yīng)物冷卻至室溫，粉碎，得到黃色固體粉末。
預(yù)聚物的制備。將預(yù)處理的聚酯，在攪拌下升溫到100～120℃，抽真空脫水2～3h，降溫后加入化學(xué)計(jì)量的 TDI反應(yīng)1～2h，冷卻至室溫，出料，密閉存放。
試樣的制備。將已加熱脫過(guò)泡的預(yù)聚物加入到反應(yīng)器中，升溫到100～110℃，再加入熔融的擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，攪拌2～5min，經(jīng)真空脫泡后，倒入已預(yù)熱至100～120℃的聚四氟乙烯的模具中，然后在110～130℃硫化3h，脫模即得制品.。
性能測(cè)試方法。TA TG分析:分析采用TAS 100綜 合熱分析儀，氛圍為空氣，升溫速率為10℃ min，測(cè)試樹(shù)脂的熱效應(yīng)和失重情況 .b.力學(xué)性能:采用設(shè)備為INSTRONMODSB41材料試驗(yàn) 機(jī)，拉伸強(qiáng)度測(cè)試參照GB T528-98標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；回彈性測(cè)試參照GB T1681-91標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;撕裂強(qiáng)度測(cè)試參照GB T529-91標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;邵爾A硬度測(cè)試參照GB T531-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行.c.耐熱老化性能測(cè)定:將標(biāo)準(zhǔn)試樣在熱空氣老化箱內(nèi)，于150℃下，放置3天，取出后，在室溫下測(cè)定物理性能，與老化前的性能值相比，分別得到拉伸強(qiáng)度保留率、伸長(zhǎng)率保留率。
BMI-MOCA與MOCA的用量對(duì)PUE性能的影響MOCA作為擴(kuò)鏈劑，PU彈性體的硬度高，機(jī)械性能好;但采用聚酯TDI體系，彈性體的耐熱性不是很好;MOCA易氧化變質(zhì)，降低了制品的性能;且MOCA進(jìn)行澆注的釜中壽命短(幾十秒到幾分鐘)，操作不方便[3，4].這就需要開(kāi)發(fā)新的、合成操作方便、性能優(yōu)良的擴(kuò)鏈劑。
本實(shí)驗(yàn)將MOCA先擴(kuò)鏈BMI，旨在利用MOCA擴(kuò)鏈的PU彈性體具有良好的機(jī)械性能，在此基礎(chǔ)上，引入耐熱的BMI結(jié)構(gòu)單元來(lái)改善耐熱性，本工作以聚酯與TDI反應(yīng)合成的預(yù)聚體(異氰酸酯基團(tuán)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%)。
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4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA) http://www.mctechserv.com |
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