本文介紹水性聚氨酯交聯(lián)擴(kuò)鏈劑。
以乙酰丙酮（ACA）、環(huán)氧氯丙烷（ECH）為原料，通過(guò)氯代烴的親核取代及環(huán)氧的水解開(kāi)環(huán)反應(yīng)合成了5，6-二羥基-2-己酮（DHO），探索了合成DHO的適宜條件及分離提純的方法；采用傅里葉紅外光譜（FTIR）、核磁共振光譜（NMR）、高分辨質(zhì)譜(HRMS)等方法表征了DHO的結(jié)構(gòu)并測(cè)定了DHO的相對(duì)分子質(zhì)量及元素組成。
水性聚氨酯交聯(lián)擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：親核取代反應(yīng)以乙醇為溶劑，乙醇鈉為催化劑，60℃恒溫反應(yīng)15小時(shí)，得中間產(chǎn)物5，6-環(huán)氧-2-己酮（EHO），收率34.2%，繼續(xù)精餾得5-(乙酰氧基)-6-羥基-2-己酮，收率29.68%，EHO的環(huán)氧水解開(kāi)環(huán)反應(yīng)，以高氯酸為催化劑，90℃恒溫反應(yīng)8h，DHO收率69.5%；5-(乙酰氧基)-6-羥基-2-己酮在以NaOH為催化劑、80℃反應(yīng)8h，得到收率為50.4%的DHO。
采用制備液相分離，可以得到純度為95.96%的DHO。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)紫外檢測(cè)跟蹤了ACA與ECH的親核取代反應(yīng)過(guò)程，確定了ACA主要是以酮式ACA—的形式與ECH發(fā)生親核取代反應(yīng)。
本實(shí)驗(yàn)合成的DHO含有雙羥基及酮羰基，可作為水性聚氨酯酮肼交聯(lián)改性的交聯(lián)擴(kuò)鏈劑使用，其結(jié)構(gòu)中不含叔胺基團(tuán)且分子量小，從而避免了叔氮對(duì)氨酯鍵的催化作用，所得預(yù)聚體也較易分散于水中。
實(shí)驗(yàn)以2，4-甲苯二異氰酸酯（TDI）、聚醚210、聚醚220、二羥甲基丙酸（DMPA）、乙二醇、DHO為主要原料，三乙胺為中和劑，二乙烯三胺為擴(kuò)鏈劑，經(jīng)預(yù)聚體法合成了一系列不同DHO含量的聚氨酯水分散體，并對(duì)交聯(lián)改性前后膠膜的耐水性、耐甲苯性、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及凝膠含量等做了測(cè)試研究。
水性聚氨酯交聯(lián)擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)NCO/OH=1.316，COO—含量為2.04%，交聯(lián)擴(kuò)鏈劑含量為7%時(shí)，交聯(lián)后膠膜的吸水率比交聯(lián)前降低了68.13%，吸甲苯率下降了50.97%，拉伸強(qiáng)度提高了6.211MPa，斷裂伸長(zhǎng)率下降了138.32%，凝膠含量提高了3.78%。
聚氨酯在材料工業(yè)中占有重要的地位，產(chǎn)品具有低溫柔順性好、抗沖擊性高、耐輻射、回彈范圍廣、粘結(jié)性好等諸多優(yōu)良性能，用途廣泛。與傳統(tǒng)塑料、橡膠，甚至金屬相比，具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)升級(jí)，將逐漸成為傳統(tǒng)材料的理想替代品。
聚氨酯是由剛性鏈段和柔性鏈段組成的嵌段共聚物；剛性鏈段和柔性鏈段的構(gòu)成，除與異氰酸酯和聚醇主劑有關(guān)，同時(shí)聚氨酯材料擴(kuò)鏈劑的選擇和使用對(duì)它們的形成也有著直接影響。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
聚脲
降低凝膠反應(yīng)速度,使得用噴涂澆鑄技術(shù)生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長(zhǎng)的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動(dòng)性、涂層之間的結(jié)合及表面質(zhì)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。
在聚氨酯材料的合成中，聚氨酯材料擴(kuò)鏈劑具有以下功能：
（1）低分子二元或三元或四元化合物能使聚氨酯反應(yīng)體系迅速地進(jìn)行擴(kuò)鏈和交聯(lián)。
（2）聚氨酯材料擴(kuò)鏈劑具有能與反應(yīng)體系進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的特性基團(tuán)，分子量低，反應(yīng)活潑，對(duì)異氰酸酯和聚醇體系構(gòu)成較強(qiáng)的反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)幾率，它們能極其有效地調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)速度；可以使用不同品種的交聯(lián)劑及用量，調(diào)節(jié)反應(yīng)物粘度增長(zhǎng)等工藝參數(shù)，使之適應(yīng)加工的要求。
（3）利用擴(kuò)鏈劑參與反應(yīng)并進(jìn)入聚合物主鏈中，可以將擴(kuò)鏈劑分子中的某些特性基團(tuán)結(jié)構(gòu)引入聚氨酯主鏈中，能影響聚氨酯的某些性能。
再生塑料是指通過(guò)預(yù)處理、熔融造粒、改性等物理或化學(xué)的方法對(duì)使用壽命完畢后仍具有回收使用價(jià)值的廢舊塑料進(jìn)行加工處理后重新得到的塑料原料，是對(duì)塑料的再次利用，幾乎一切熱塑性塑料都具有可循環(huán)使用功能。
然而在加工使用過(guò)程中聚合物如PA,PC等會(huì)發(fā)生降解。一般來(lái)說(shuō)，降解是由分子量的損失引起的，而分子量決定聚合物的多種性能，特別是熔融粘度以及加工性能，使得再生料不能應(yīng)用在性能要求較高的場(chǎng)合。
比如：PP一次再生時(shí)，顏色幾乎不變，熔體指數(shù)上升，兩次以上顏色加重，熔體指數(shù)仍上升。再生后斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率有所下降，但使用上無(wú)問(wèn)題；ABS再生后變色較顯著，但使用摻入量不超過(guò)20-30%時(shí)，性能無(wú)明顯變化；PA再生也存在變色及性能下降問(wèn)題，摻入量以20%以下為宜。再生伸長(zhǎng)率下降，彈性卻有增加趨勢(shì)。因此，我們需要一種簡(jiǎn)單、有效、低成本的方法來(lái)減少分子量的損失和性能的下降。在再生塑料中添加一種助劑——擴(kuò)鏈劑，就可以達(dá)到上述的效果。
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
