本文介紹尼龍6-聚氨酯用擴(kuò)鏈劑。
研究尼龍6-聚氨酯用擴(kuò)鏈劑二氨基二苯甲烷(MDA)對尼龍6-聚氨酯(Nylon6-PU)嵌段共聚物結(jié)構(gòu)與性能的影響。
采用DSC技術(shù)分析不同含量尼龍6-聚氨酯用擴(kuò)鏈劑MDA對尼龍6-PU嵌段共聚物結(jié)晶性能的影響。結(jié)果顯示，隨著擴(kuò)鏈劑MDA含量的增加，熔融溫度(Tm)呈先下降后上升的趨勢，并出現(xiàn)兩個峰值;共聚物力學(xué)性能數(shù)據(jù)顯示，尼龍6-聚氨酯用擴(kuò)鏈劑MDA的加入使共聚物的硬度和拉伸強(qiáng)度提高。
擴(kuò)鏈反應(yīng)往往與擴(kuò)鏈劑相聯(lián)系。擴(kuò)鏈劑是指在 短時間內(nèi)用于增加聚合物相對分子質(zhì)量的某些低相對分子質(zhì)量化合物。
擴(kuò)鏈劑應(yīng)能加快反應(yīng),可在擠出機(jī)上進(jìn)行。擴(kuò)鏈劑通常是1種雙官能團(tuán)化合物,很易同2種聚合物鏈末端的基團(tuán)反應(yīng)。擴(kuò)鏈劑用量很少,一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%左右。擴(kuò)鏈反應(yīng)通常是指使用擴(kuò)鏈劑等手段,在短時間內(nèi)通過與2個聚合物的基團(tuán)(通常在末端)相連接而增加聚合物相對分子質(zhì)量的反應(yīng)。
常規(guī)反應(yīng),尤其是縮聚反應(yīng),在反應(yīng)后期脫去小分子(如水)困難,聚合物有時達(dá)不到所需要的相對分子質(zhì)量。雖然使用固相聚合可以獲得高相對分子質(zhì)量,但操作麻煩,費(fèi)時,不經(jīng)濟(jì)。因此,作為提高相對分子質(zhì)量的重要方法之一,需要應(yīng)用快捷、有效、在擠出機(jī)上數(shù)分鐘內(nèi)即可完成擠出的擴(kuò)鏈反應(yīng)。目前,擴(kuò)鏈反應(yīng)在高分子材料合成中的應(yīng)用日趨廣泛。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點在降低泡沫密度得以實現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實,加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時間。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。
聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體
涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
取10mmg試驗樣品逐漸加熱，以觀察它的玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。動態(tài)力學(xué)分析（DMA）用以確定儲存模量（E′）和損耗因子（tan﹠），所有樣品在恒溫加熱2℃/min的速率條件下掃描-100—200℃溫度范圍，由此產(chǎn)生E′和tan﹠顯示為1HZ的頻率函數(shù)。
在聚氨酯板上切出啞鈴狀的樣品進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測試，在室溫下使用日本的Shymadzu EZTest儀器配備1KN重傳感器進(jìn)行測試。使用的十字頭溫度為50mm/min。至少使用5個啞鈴狀的聚氨酯板樣品進(jìn)行測試，并且報告他們平均的力學(xué)性能。
接觸角的測量（CA）使用芬蘭的接觸角測試儀用去離子水滴定5u上L乙烯乙二醇在不同的表面整潔的聚氨酯板上。水的接觸角的測量則采用靜滴法測量。CA在45—60s內(nèi)測量的精度誤差在±1℃。重復(fù)測試6—10次相同樣品的不同試件，然后檢查其準(zhǔn)確性。
在聚氨酯橡膠與纖維的生產(chǎn)中，常用一些含活潑氫的化合物與異氰酸酯端基預(yù)聚物反應(yīng)，致使分子鏈擴(kuò)散延長，并呈現(xiàn)硬鏈段，這種化合物叫擴(kuò)鏈劑。擴(kuò)鏈劑的原理是：在生產(chǎn)中，常用一些含活潑氫的化合物與異氰酸酯端基預(yù)聚物反應(yīng)，致使分子鏈擴(kuò)散延長。從而實現(xiàn)樹脂的固化成形。
異氰酸酯中二異氰酸酯在擴(kuò)鏈反應(yīng)中最為常見,主要適用于末端為羥基的聚合物的擴(kuò)鏈。常用的二異氰酸酯有2,4或2,62甲苯二異氰酸酯(TDI)、六亞甲基二異氰酸酯(1,62HDI)、1,52萘二異氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等。
日本學(xué)者最近用HDI為擴(kuò)鏈劑,使脂肪族聚酯的數(shù)均相對分子質(zhì)量增加了2倍多,而聚酯的熱性能擴(kuò)鏈前后幾乎沒有變化。伊朗學(xué)者以過量的HDI為擴(kuò)鏈劑,先利用聚乙二醇與之反應(yīng)生成預(yù)聚體,再與布洛芬單甘油酯二醇反應(yīng),合成了含有布洛芬側(cè)基的聚氨酯類,可使布洛芬通過酯鍵的斷裂而 緩慢釋放,延長藥物的有效期。
用三官能團(tuán)的異氰酸酯擴(kuò)鏈,能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。美國學(xué)者Storey等用三苯基甲烷三異氰酸酯(TTI)進(jìn)行了該方面的嘗試。同樣用三官能團(tuán)的羥基端預(yù)聚體,即使使用二異氰酸酯,也能得到交聯(lián)的高分子。如Pitt等將甘油引發(fā)戊內(nèi)酯、己內(nèi)酯開環(huán)共聚后得到聚酯三醇預(yù)聚體,再用HDI擴(kuò)鏈,合成了生物降解型交聯(lián)聚氨酯。
目前,異氰酸酯擴(kuò)鏈法在聚乳酸類生物降解高分子材料的合成中得到廣泛應(yīng)用。如近來有TDI合成聚乳酸類生物降解高分子作藥物緩釋材料和骨固定材料方面的報道。
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