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PU親水型擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2018-4-20 14:34:45 |
作為水性聚氨酯合成過程的重要組分，PU親水型擴鏈劑的種類、用量、加入方式等將直接影響PU分散體系及其涂膜的性能。本文將通過分析PU親水型擴鏈劑DMPA結構和性質，解釋其對PU分散體性能的影響，并對比DMPA和DMBA兩種不同PU親水型擴鏈劑制得的PU分散體系。
2，2-二羥甲基丙酸，又稱α，α-雙羥甲基丙酸，英文縮寫為DMPA是一種多功能化合物。它的結構是一種典型的新戊基結構，又是一種典型的二元醇結構。新戊基結構賦予它良好的耐熱性、耐水解性和顏色穩(wěn)定性。而作為帶有羧基的二元醇，DMPA可以參加聚氨酯擴鏈反應，而在擴鏈反應中由于位阻效應和反應活性，羧基將被保存下來，可以轉化為銨鹽或堿金屬鹽而使聚氨酯有水溶性，使聚氨酯獲得自乳化性能，因而使用DMPA可制造穩(wěn)定性優(yōu)良的自乳化型聚氨酯。
DMPA對PU分散體性能的影響。DMPA因其作為親水基團引入組分，在大分子鏈段中的分布，用量直接影響分散體的粒徑，從而影響分散體的性能，同時將其引入大分子體系中是作為剛性鏈段，DMPA用量也會影響涂膜的機械性能。
于海深等考察了DMPA加入量的增加多粒徑的影響。試驗過程中，隨著DMPA用量的增加，水性PUA乳液由乳白色不透明慢慢變成了半透明狀，最后變成了溶液狀泛紅光。
這是由于隨著DMPA含量的增加，乳液的平均粒徑發(fā)生了變化：一方面，從熱力學的觀點看，乳液中聚合物的總自由能G不變，即ΔG=γΔA，當DMPA用量增大（即—COOH量增大）時，聚合物的親水性增大，必然導致聚合物與水的界面張力Y減小及聚合物表面積A增大，當聚合物質量一定時，則表現(xiàn)為粒徑變小。
另一方面，由于親水性的增加而產生的顆粒水膨脹性能使粒徑增大，這種膨脹性隨親水性的增大而愈發(fā)明顯。因此，羧基含量和粒徑的關系是綜合因素影響的結果，總的效果是使乳膠粒的粒徑隨羧基的含量增大而減小。因而從外觀上看，乳液變得透明。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴鏈劑MOEA)用途
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴鏈劑，與TDI和MDI預聚體有著良好的相容、配伍性，反應速度較快，與E100搭配可用于反應注射成型和聚脲噴涂工藝，制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學性能。用于聚脲彈性防水材料，可有效提高材料的強度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑，賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。
中文名：4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴鏈劑MOEA); 3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷; 硬化劑 ME-DDM
中文別名：3,3-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷;硬化劑ME-DDM
英文名稱：4,4'-Methylenebis(2-ethylbenzenamine)
英文別名：Aniline,4,4'-methylenebis[2-ethyl- (8CI);3,3'-Diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane;4,4'-Diamino-3,3'-diethyldiphenylmethane;4,4'-Methylenebis(2-ethylaniline);4,4'-Methylenebis(o-ethylaniline);4,4'-Methylenebis[2-ethylbenzamine];Araldite HY 350;C 100S;C 100S (amine);H 256;H 256 (amine);HY 450;KayahardA-A;
CAS No.：19900-65-3
EINECS號：243-420-1
分子式：C17H22N2
分子量：254.41
DMPA含量對體系粘度的影響。紀學順等人研究各種因素對PU分散體系粘度的影響。在其研究的體系中，當w（DMPA）≤2.4%時，不能形成穩(wěn)定的乳液，所以粘度測試數(shù)據(jù)有誤差（偏大）；當w（DMPA）＞2.4%時，隨著DMPA用量的增加，乳液外觀呈現(xiàn)由乳白到透明有藍光的變化趨勢，乳液粘度也隨之增大。
這是由于預聚體分散在水中后，疏水的分子鏈段向內收縮形成乳液粒子的核，帶有羧基陰離子的親水基團分布在乳膠粒表面朝向水中；由于粒子的布朗運動，正負離子相伴在粒子表面形成雙電層，使得水合離子能夠穩(wěn)定地分散在水中，致使乳液穩(wěn)定。
隨著親水基團含量的增加，乳液外觀發(fā)生明顯的變化，這是WPU粒子粒徑變化的宏觀表現(xiàn)所致（即粒徑大、阻礙了光線的通過，乳液外觀呈發(fā)白現(xiàn)象；當分散粒子大小達到納米級別時，光線可以繞過WPU粒子繼續(xù)前進，乳液外觀呈透明、藍光現(xiàn)象）。
水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的統(tǒng)稱。自20世紀60年代工業(yè)化以來，水性聚氨酯以其優(yōu)良的性能和環(huán)境友好特性得以迅速發(fā)展。其在皮革涂飾、紡織涂層、玻璃纖維集束、涂料和粘合劑等領域的應用，也成為近年來研究的熱點。
水性聚氨酯材料主要由二異氰酸酯、大分子多元醇、水性聚氨酯用親水性擴鏈劑、中和劑、后擴鏈劑等組成。生產PU分散體的一般工藝流程為：多元醇減壓蒸餾脫水后，加入多異氰酸酯，可選擇是否加入催化劑，80~85℃下反應到NCO達到理論值，加入親水性擴鏈劑，可選擇是否加入其他擴鏈劑以及丙酮等溶劑，保溫反應至NCO達到理論值后，降溫至45~50℃，加入中和劑，攪拌0.5~1 h，將產品高速分散于水中同時加入水性聚氨酯用親水性擴鏈劑進行擴鏈，均勻分散穩(wěn)定后，得到PU分散體產品。
在上述工藝中，水性聚氨酯用親水性擴鏈劑的作用是在對端異氰酸酯基的聚氨酯預聚體進行擴鏈的同時，引入親水性基團。根據(jù)親水基團的類型，水性聚氨酯用親水性擴鏈劑可分為陰離子型擴鏈劑、陽離子型擴鏈劑和非離子性擴鏈劑?，F(xiàn)在工業(yè)上最常用的是陰離子型擴鏈劑2，2-二羥甲基丙酸（DMPA）。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
