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水性聚氨酯（WPU）擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2018-1-19 22:15:32 |
水性聚氨酯是以水為介質的二元膠態(tài)體系，包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種。聚氨酯粒子分散于連續(xù)的水相中，也稱之為水性PU或水基PU。它具有無毒，不易燃燒，不污染環(huán)境，節(jié)能，安全可靠，不易損傷被涂飾表面，易操作和改性等優(yōu)點。
A、多異氰酸酯：水性聚氨酯合成的多異氰酸酯包括芳香族和脂肪族兩大類。芳香族主要有TDI（甲苯二異氰酸酯）、MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）；脂肪族主要有HDI（六亞甲基二異氰酸酯）、IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）。
B、低聚物多元醇：水性聚氨酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯型兩大類，它構成聚氨酯的軟段。
C、擴鏈劑：為了調節(jié)分子量及軟、硬段比例，在水性聚氨酯合成中常使用水性聚氨酯（WPU）擴鏈劑。水性聚氨酯（WPU）擴鏈劑主要是多官能度醇類或胺類化合物。
D、親水劑（親水性擴鏈劑）：親水性擴鏈劑指能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團的擴鏈劑，它是水性聚氨酯制備中使用的功能單體。該類水性聚氨酯（WPU）擴鏈劑中帶有羧基、磺酸基或叔胺基，結合有此類基團的聚氨酯經中和、離子化，即呈現(xiàn)水溶性。
E、中和劑是一種能和羧基、磺酸基或叔胺基成鹽的試劑。水性聚氨酯使用的中和劑是三乙胺、氨水、鹽酸及醋酸等。
F、溶劑：水性聚氨酯預聚體制備時粘度較大，為方便傳質、傳熱，尤其是后期的乳化，必須加入適當?shù)娜軇?br />
G、水：水性聚氨酯中水是分散介質，為提高穩(wěn)定性，此時應使用去離子水或蒸餾水。
水性聚氨酯的合成可分為兩個階段：第一階段為預逐步聚合，即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成分子量為103量級的水性聚氨酯預聚體；第二階段為中和后預聚體在水中的分散，根據擴鏈反應的不同，自乳化法主要有丙酮法和預聚體分散法。
水性聚氨酯的應用：①主要：織物涂層、整理皮革涂飾劑、水性聚氨酯涂料、水性聚氨酯粘合劑、印染助劑②其他：水性PU可制成木制家具烘烤漆、水性PU環(huán)氧樹脂可用于艦船涂層、金屬防腐涂層、水性PU可制成高檔建筑涂料、防水透濕型
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴鏈劑HTDA)是一種帶側甲基的脂環(huán)胺單體，是一支新型的脂環(huán)胺類環(huán)氧樹脂固化劑。
該產品可單獨用作固化劑，還可與其他普通環(huán)氧固化劑（如：脂肪胺，脂環(huán)胺、芳香胺、酸酐等）或通用促進劑（如：叔胺、咪唑）混合使用，在寬廣的溫度范圍類固化環(huán)氧樹脂，適用于復合材料、涂料、膠粘劑和地坪等領域;可用于聚酰胺、聚酰亞胺等有機合成;可用于聚氨酯做胺類擴鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產品的綜合性能。
聚氨酯材料的研究進展：水性PU作為正在蓬勃發(fā)展的新型高分子材料，不僅僅是為了解決環(huán)保問題，更因通過離聚體制得的APU分子鏈中存在庫倫力和氫鍵作用，使其中膠粘性能等方面可與溶劑型PU媲美，正逐步顯示出優(yōu)良而廣泛的應用性能。
因此，在皮革及纖維處理、膠粘劑和涂料等應用領域均可見其蹤影，且有日漸取代溶劑型PU的趨勢。經過大量科研人員的努力，將不斷提高其性能，使適用于更多的場合，這是一個值得重視、研究、開發(fā)的新領域。
水性聚氨酯合成實驗原材料。TDI(甲苯二異氰酸酯)；PPG(聚丙二醇；)DMPA(二羥甲基丙酸)；丙酮；三乙胺(TEA)；棉織物。
儀器設備。三口燒瓶（500ml），小燒杯（100ml），機器攪拌器一套，水浴加熱裝置一套，溫度計和溫度計套管各一支，玻璃板一塊，玻璃棒一只。
合成機理水性聚氨酯的合成可分為兩個階段：第一階段為預逐步聚合，即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成分子量為103量級的水性聚氨酯預聚體；第二階段為用TEA中和后預聚體在水中的分散，從而形成穩(wěn)定的聚氨酯乳液。
乳化原理利用中和劑或成鹽劑，使水性聚氨酯的側基(COOH)或叔氨基(NR3)在高速攪拌作用下分散于水中。中和劑或成鹽劑的選擇原則是:使樹脂穩(wěn)定性好，色淺外觀好且經濟易得。乳化過程中，理想的狀態(tài)是聚氨酯大分子鏈上的疏水部分曲卷聚集在乳膠中心。
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