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水性聚氨酯共擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-8-10 17:17:11 |
本文介紹水性聚氨酯共擴鏈劑。
以3，6-二氧雜-1，8-辛烷二硫醇（BOODT）、乙二胺（EDA）為二羥甲基丙酸（DMPA）的水性聚氨酯共擴鏈劑分別制備了兩種水性聚氨酯分散液WPUS和WPUN。通過紅外光譜（FT-IR）對兩種水性聚氨酯結(jié)構(gòu)進行了表征，同時探討了這兩種擴鏈劑對分散液穩(wěn)定性及聚氨酯膠膜熱穩(wěn)定性、吸水率、力學性能的影響。
水性聚氨酯共擴鏈劑實驗結(jié)果表明，WPUS的貯存穩(wěn)定性較WPUN的好，WPUS膜的熱穩(wěn)定性較WPUN膜好，WPUS膜的吸水率及拉伸強度低于WPUN膜的，而其斷裂伸長率及拉伸剪切強度高于WPUN膜的。
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）。
根據(jù)O Lorentz的雙電層理論，乳液的粘度不受分散粒子大小的影響，而是受水合粒子大小的影響。DMPA含量越高，預聚體成鹽后與水形成水合離子穩(wěn)定性就越高，同時水合離子的雙電層厚度增加、體積增大且與水分子的相互作用力增強，導致體系的粘度增加。
當DMPA含量較低時，乳液粘度隨DMPA含量的增大而變化不明顯，這可能與親水性基團含量的增加會導致兩個相反的結(jié)果有關(guān)。一方面親水基團含量的增加導致親水性增強，使粒子的粒徑減小；另一方面，總離子濃度的增加，導致總雙電層厚度的增加和粒子流體動力學體積的增加，致使粒子的粒徑增大。
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還可應用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標準的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度、撕裂強度和承載性能,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。還可以增強拉伸強度、撕裂強度和延伸率,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度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導熱系數(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?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。
此外，由于親水性的增大而產(chǎn)生的顆粒水膨脹性也能使粒子的粒徑明顯增大。因此，當DMPA含量較低時，親水基團含量的增加導致親水性增強使粒子的粒徑減小是主要因素，乳液粘度變化不明顯，但當DMPA含量較高時，隨著親水基團含量的增加，雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導地位，乳液的粘度明顯增大。
紅外光譜用于研究聚氨酯彈性體硬鏈段的結(jié)構(gòu)差異。聚氨酯彈性體的紅外研究主要集中在兩個主要的振動區(qū)域：一個是N—H伸縮振動（3,200–3,500 cm-1），另一個是C=O伸縮振動（1,690–1,730 cm-1）。由于存在一個提供N—H鍵和受體C=O鍵，所以聚氨酯彈性體可以形成多種氫鍵。這些頻段已經(jīng)被廣泛應用于表征氫鍵的聚合物并進行相關(guān)的微相分離。眾所周知，具有N–H鍵的聚氨酯，N–H和C=O出現(xiàn)在低頻段的概率少于N—H鍵的聚氨酯。
在新型聚氨酯彈性體的情況下，在3,300 cm-1處出現(xiàn)一個單一的N-H鍵，大部分N-H鍵是含有氫鍵。在DHD型的聚氨酯，N-H吸收峰在3,330 cm-1時出現(xiàn)，表明多較低的傾向聚氨酯彈性體形成氫鍵，這是由于一個立體的DHD出現(xiàn)的支鏈所造成的熱阻效應[22–24]。交聯(lián)的聚氨酯彈性體顯示擴大區(qū)域的吸收峰在3,300 cm-1處，這表明氫鍵之間的硬鏈段和軟鏈段程度低。
對于熱穩(wěn)定性的測試，熱重分析被認為是最好的方法。各種擴鏈劑的聚氨酯彈性體的熱重分析。PU1，PU2，PU3的重量損失非常緩慢，直到300℃，其次是重量損失的增加是在450—500℃.對于PU4，PU5，PU6來說，重量損失的增加是在250℃.在溫度范圍為300—500℃時發(fā)現(xiàn)，失重曲線DHD–PU彼此之間相似。而HEG-聚氨酯的表現(xiàn)從和其他曲線有差異。
pu4，pu5，和pu6的熱重數(shù)據(jù)揭示不同結(jié)構(gòu)的硬鏈段的退化過程，加入CO的聚氨酯，最快損失是在250℃.而基于甘氨酸，損失最快是在350℃. 基于對CO的PU重量損失發(fā)生在溫度較低的地方，這是根據(jù)CO鏈存在的塑化效果。在化學結(jié)構(gòu)的PU HEG存在（直鏈在延長和高量在PU鏈的氫鍵）的結(jié)果從250到235℃開始降解。它的主要降解過程可以在溫度為400℃左右的情況下觀察到。
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