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水性聚氨酯的擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-3-13 17:12:17 |
水性聚氨酯的擴鏈劑對水性聚氨酯的影響不僅取決于水性聚氨酯的擴鏈劑的類型，而且受水性聚氨酯的擴鏈劑分子鏈長短和擴鏈方式的制約。
擴鏈劑就是增加鏈的長度，本質上是增加聚合物的分子量，把短鏈分子變成長鏈大分子。分子量增大后，其力學性能、耐溫、耐磨性能均會提高。
通過調整和控制聚酯類塑料的特性粘度來恢復和改善機械性能、熱性能、加工性能和光學的平衡性。主要用于 PET、PBT、PC、PA、TPU以及可生物降解材料PLA、PBS、PHA、PHB、PCL等高分子縮聚物的加工和回收。
中和劑的堿性及中和程度不同，離子的親水性也有差異。以NaOH和TEA為例，在羧酸含量一定，以等摩爾堿中和的情況下，被前者中和的羧酸根或磺酸根形成強酸強堿鹽，電離程度較大而有利于形成親水離子，但是離子之間的靜電力使產(chǎn)物的粒徑過大，反而不利于更好地分散在水中形成穩(wěn)定聚氨酯乳液;被后者中和后形成強酸弱堿鹽，電離程度較前者弱而形成粒徑較小的穩(wěn)定乳液。
通常使用的中和劑有TEA、NaOH系列(LiOH、KOH)、NH4OH等。Yong2SilKwak[26] 等同時用相同的擴鏈劑和不同的中和劑制備了陰離子型水性聚氨酯，發(fā)現(xiàn)以TEA為基礎的膜樣品與以NH4OHΠCu(OH)2為基礎的相比，有著較高的熱穩(wěn)定性、硬段的玻璃化轉變溫度、拉伸強度和貯存模量;另一方面，以NH4OHΠCu(OH)2為基礎的樣品有較高的導電性和長期抗菌性能。
Yang等分別也用TEA和NH4OHΠCu(OH)2(28∶1 molΠmol)為中和劑去中和DMPA上的羧基，形成NH(C2H5)3+ 和NH4+ ΠCu 2+ 兩種反離子，發(fā)現(xiàn)兩種樣品系列的分散體的粒徑隨著中和度的增加而降低，以TEA為基礎的分散體在有序區(qū)的氫鍵分數(shù)(用XB=CBΠCT表示CT代表羧酸基團整個峰區(qū)域，CB形成氫鍵的羧基區(qū)域)較以NH4OHΠCu(OH)2為基礎的分散體高，前者有著較強的拉伸性能和弱的導電性。
中和方式對產(chǎn)物性能的影響，采用前中和法所得產(chǎn)物粒徑較小，這歸因于羧酸基團與TEA的接近時的阻礙程度小，這便利于羧酸離子化而形成更均勻的分散體;而后中和過程中，擴鏈劑可能也參與了羧酸根離子的中和。
此外，TEA也催化了異氰酸酯與水的反應導致脲基的形成，所有這些因素都影響粒子的形態(tài)。聚氨酯膜的力學行為也受到中和方式的影響，前中和樣品具有更高的拉伸強度和硬度。
影響陰離子型水性聚氨酯形成和性能的其它因素還有反應溫度、加料方式、加水速率、乳化工藝等等。隨著研究的逐步深入，相信更多的因素都會被考慮，產(chǎn)品的性能也會逐漸被提高。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)
聚脲
降低凝膠反應速度,使得用噴涂澆鑄技術生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動性、涂層之間的結合及表面質量。使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作為熟化劑,可顯著提高聚合物的抗沖擊性能低溫性能。
對聚氨酯在水中分散時形成乳液過程的機理和涂膜時形成聚氨酯膜過程的機理的探討有利于進一步開發(fā)高性能水性聚氨酯產(chǎn)品。
以往水中加油為例，通常將乳化過程分成三個階段。梁宗軍等利用其在乳化過程中的物化性質(電導率和粘度)的改變研究了它的相反轉過程，并建立了三階段結構模型。
結果表明:陰離子型水性聚氨酯的相轉變點發(fā)生在水油比為0。175左右，相轉變過程分為三個階段，這個過程受R值(2NCOΠ2OH)、DMPA%、醚的分子量等因素的影響。
這三個階段從粘度上反映分別為:粘度略為下降階段，粘度增加階段，粘度下降階段;從相轉變上描述為:前兩個階段油為連續(xù)相，后一個階段 水為連續(xù)相，相反轉發(fā)生在第三階段的開始。
楊清峰等描述的相反轉過程跟上述結果類似:第Ⅰ階段，水的進入破壞了靠庫侖力形成的微離子點陣，造成體系的黏度下降;在第Ⅱ階段，多相體系形成。隨著水的進一步加入，加大成鹽基團的電離，同時破壞了預聚體的溶劑化層，疏水扭曲靠近，導致粘度升高;在第Ⅲ階段，相反轉發(fā)生，體系粘度開始下降。
Saw等通過改變液2液分散體中相的比率研究相反轉，將水加到聚氨酯離子體中直到水變成連續(xù)相。改變離子基團的含量發(fā)現(xiàn)三個不同的分散區(qū)域存在:第Ⅰ區(qū)為包含微小聚合物液滴的穩(wěn)定乳液區(qū)，第Ⅱ區(qū)為產(chǎn)生混合液滴結構的的穩(wěn)定粗糙乳液區(qū)，第Ⅲ區(qū)為產(chǎn)生暫時分散體的區(qū)域。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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