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四重氫鍵聚氨酯擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-8-19 11:00:51 |
本文介紹四重氫鍵聚氨酯擴(kuò)鏈劑。
超分子聚合物通過(guò)非共價(jià)鍵連接不同組分，在適當(dāng)?shù)臈l件下這些非共價(jià)鍵可以解離和重組，這個(gè)過(guò)程是可逆的，根據(jù)這一性質(zhì)可以設(shè)計(jì)不同種類的功能材料。
近年來(lái)，基于UPy(2-ureido-4[1H]-pyrimidone)的超分子材料受到了極大關(guān)注，UPy可以通過(guò)自互補(bǔ)四重氫鍵形成二聚體，從而大大提高超分子聚合物的聚合程度。UPy若被引入到了聚合物的端基中，則可以將低聚體通過(guò)端基UPy的二聚，形成超分子的長(zhǎng)鏈，其機(jī)械性能會(huì)發(fā)生很大的改變。
若多個(gè)UPy被引入到聚合物的一條鏈上，可以得到以UPy二聚體為物理交聯(lián)點(diǎn)的可逆的超分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，與化學(xué)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)相比，其保持了聚合物的彈性，也保留了聚合物的可加工性。
期望將UPy可以通過(guò)四重氫鍵二聚的特點(diǎn)與聚氨酯低成本、原料簡(jiǎn)單易得、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，制備含UPy的聚氨酯材料。通過(guò)合成兩種新型含有UPy官能團(tuán)的二醇化合物，作為四重氫鍵聚氨酯擴(kuò)鏈劑通過(guò)羥基與聚氨酯預(yù)聚體中異氰酸酯的反應(yīng)，將UPy官能團(tuán)引入到了聚氨酯材料的主鏈及側(cè)鏈中，合成了不同UPy含量的聚氨酯并研究了其相關(guān)性能。 選用不同分子量的聚氨酯軟段合成了四種主鏈含UPy聚氨酯。
TGA， DSC， DMA測(cè)試結(jié)果表明，四重氫鍵聚氨酯擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)中，聚氨酯主鏈上引入U(xiǎn)Py官能團(tuán)會(huì)導(dǎo)致聚氨酯耐熱性減弱，隨著所用軟段分子量增加，UPy含量減少，聚氨酯耐熱性越來(lái)越好。由于UPy基團(tuán)附近的氨酯鍵的氫鍵的引導(dǎo)作用，進(jìn)行橫向集聚形成的微晶，其熔點(diǎn)在60°C左右。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著軟段分子量增加而下降，同時(shí)四種主鏈含UPy聚氨酯都在0°C-50°C左右有個(gè)典型的橡膠平臺(tái)。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一種液體仲二胺,由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出。同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾 乎能與任何多元醇和多元胺混合。
拉伸性能測(cè)試表明，主鏈含UPy聚氨酯隨著軟段分子量的增大，主鏈中UPy含量降低，使聚氨酯強(qiáng)度下降，但伸長(zhǎng)率因?yàn)槿嵝攒浂畏肿恿吭龃蠖岣?。選用1，4-丁二醇與UPy側(cè)基的二醇按不同比例混合，合成了UPy側(cè)鏈含量不同的聚氨酯。TGA，DSC，DMA測(cè)試結(jié)果表明，聚氨酯中UPy側(cè)鏈含量越多時(shí)，起始分解溫度越低。
而UPy側(cè)鏈對(duì)主鏈的分解起到一定的延遲作用。含側(cè)鏈UPy聚氨酯由于UPy基團(tuán)附近的脲鍵的氫鍵的引導(dǎo)作用，也會(huì)進(jìn)行橫向集聚形成的微晶，其熔點(diǎn)在60°C-70°C左右。隨著UPy含量的增加，使含側(cè)鏈UPy聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度向低溫偏移。
拉伸測(cè)試結(jié)果表明隨著UPy側(cè)鏈含量的增加，材料的斷裂伸長(zhǎng)率增加，而斷裂強(qiáng)度出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，有一個(gè)最低點(diǎn)。
根據(jù)不同材料的硬鏈段組成的CA和粘附功。DHD型的聚氨酯彈性體的CA值高于HEG型的聚氨酯彈性體，這意味著它的極性較低。CA值的這些變化主要原因是硬鏈段相互之間改姓的程度和他們之間相分離的差別。DHD型的聚氨酯彈性體，相分離不佳，用于表面特性疏水的材料。有CO和HEG加入的聚氨酯彈性體的CA值是10°，高于只加入HEG聚氨酯彈性體的CA值。眾所周知，與表面親水性細(xì)胞的生長(zhǎng)相比，表面疏水抑制細(xì)胞增值和增加成骨細(xì)胞的凋亡率。
含有DHD聚合物界面張力值低于含有其他成分的聚合物的界面張力。再次，甘氨酸體系的界面張力相比其他成分略低。在聚合物基體的硬鏈段結(jié)構(gòu)的變化也可能影響的表面特性。通過(guò)CA值和硬度的測(cè)量證明相分離和氫鍵提供材料的硬度和親水性。
聚氨酯彈性體預(yù)聚物是由多元醇和脂肪族二異氰酸酯反應(yīng)制備而成。該預(yù)聚物的鏈延長(zhǎng)雙先導(dǎo)鏈和二氧化碳或甘氨酸三交聯(lián)劑在化學(xué)計(jì)量比。長(zhǎng)鏈的長(zhǎng)度在交叉連接產(chǎn)生較高的斷裂伸長(zhǎng)率和較低機(jī)械彈性模量之間。官能團(tuán)擴(kuò)鏈的支鏈減少的物理交聯(lián)密度，從而導(dǎo)致強(qiáng)度下降。交聯(lián)過(guò)程增加聚氨酯區(qū)域的剛性，降低軟鏈段的結(jié)晶性，這些因素增強(qiáng)了材料的拉伸強(qiáng)度。
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