聚氨酯高分子材料擴(kuò)鏈劑
任何高分子材料的性能均由其結(jié)構(gòu)決定,聚氨酯結(jié)構(gòu)包含化學(xué)結(jié)構(gòu)和聚集結(jié)構(gòu)兩方面?;瘜W(xué)結(jié)構(gòu)即分子鏈結(jié)構(gòu),是合成之初聚氨酯高分子材料擴(kuò)鏈劑配方設(shè)計(jì)中需要著重考慮的因素;聚集結(jié)構(gòu)是指大分子鏈段的堆積狀態(tài),受分子鏈結(jié)構(gòu)、合成工藝、使用條件等的影響。
聚氨酯的硬段由反應(yīng)后的異氰酸酯或多異氰酸酯與聚氨酯高分子材料擴(kuò)鏈劑組成,含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等強(qiáng)極性基團(tuán),通常芳香族異氰酸酯形成的剛性鏈段構(gòu)象不易改變,常溫下伸展成棒關(guān)狀。
異氰酸酯或多異氰酸酯與聚氨酯高分子材料擴(kuò)鏈劑組成的硬鏈段通常影響聚合物的軟化熔融溫度及高溫性能。異氰酸酯的結(jié)構(gòu)影響硬段的剛性,因而異氰酸酯的種類對聚氨酯材料的性能有很大影響。芳族異氰酸酯分子中剛性芳環(huán)的存在、以及生成的氨基甲酸酯鍵賦予聚氨酯較強(qiáng)的內(nèi)聚力。
對稱二異氰酸酯使聚氨酯分子結(jié)構(gòu)規(guī)整有序,促進(jìn)聚合物的結(jié)晶,故4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)比不對稱的二異氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的內(nèi)聚力大,模量和撕裂強(qiáng)度等物理機(jī)械性能高。
芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯由于硬段含剛性芳環(huán),因而使其硬段內(nèi)聚強(qiáng)度增大,材料強(qiáng)度一般比脂肪族異氰酸酯型聚氨酯的大,但抗紫外線降解性能較差,易泛黃。脂肪族聚氨酯則不會泛黃。
不同的異氰酸酯結(jié)構(gòu)對聚氨酯的耐久性也有不同的影響,芳香族比脂肪族異氰酸酯的聚氨酯抗熱氧化性能好,因?yàn)榉辑h(huán)上的氫較難被氧化。
擴(kuò)鏈劑對聚氨酯性能也有影響。含芳環(huán)的二元醇與脂肪族二元醇擴(kuò)鏈的聚氨酯相比有較好的強(qiáng)度。二元胺擴(kuò)鏈劑能形成脲鍵,脲鍵的極性比氨酯鍵強(qiáng),因而有二元胺擴(kuò)鏈的聚氨酯比二元醇擴(kuò)鏈的聚氨酯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、模量、粘附性、耐熱性,并且還有較好的低溫性能。
澆注型聚氨酯彈性體多采用芳香族二胺MOCA作擴(kuò)鏈劑,除固化工藝因素外,就是因?yàn)閺椥泽w具有良好的綜合性能。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA
產(chǎn)品外觀: 類白色粉末或顆粒
物理特性
熔點(diǎn): 87-89℃
含量:≥99.0%
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機(jī)械和動力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機(jī)合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機(jī)合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。
聚氨酯的軟段在高溫下短時間不會很快被氧化和發(fā)生降解,但硬段的耐熱性影響聚氨酯的耐溫性能,硬段中可能出現(xiàn)由異氰酸酯反應(yīng)形成的幾種鍵基團(tuán),其熱穩(wěn)定性順序如下:
異氰脲酸酯>脲>氨基甲酸酯>縮二脲>脲基甲酸酯 其中最穩(wěn)定的異氰酸酯在270℃左右才開始分解。氨酯鍵的熱穩(wěn)定性隨著鄰近氧原子碳原子上取代基的增加及異氰酸酯反應(yīng)性的增加或立體位阻的增加而降低。
并且氨酯鍵兩側(cè)的芳香族或脂肪族基團(tuán)對氨酯鍵的熱分解性也有影響,穩(wěn)定性順序如下: R-NHCOOR>Ar-NHCOOR>R-NHCOOAr>Ar-NHCOOAr 提高聚氨酯中硬段的含量通常使硬度增加,彈性降低。
聚醚、聚酯等低聚物多元醇組成軟段。軟段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯制備的聚氨酯性能各不相同。
極性強(qiáng)的聚酯作軟段得到的聚氨酯彈性體及泡沫的力學(xué)性能較好。因?yàn)?,聚酯制成的聚氨酯含極性大的酯基,這種聚氨酯內(nèi)部不僅硬段間能夠形成氫鍵,而且軟段上的極性基團(tuán)也能部分地與硬段上的極性基團(tuán)形成氫鍵,使硬相能更均勻地分布于軟相中,起到彈性交聯(lián)點(diǎn)的作用。
在室溫下某些聚酯可形成軟段結(jié)晶,影響聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的強(qiáng)度、耐油性、熱氧化穩(wěn)定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。聚四氫呋喃(PTMEG)型聚氨酯,由于PTMEG規(guī)整結(jié)構(gòu),易形成結(jié)晶,強(qiáng)度與聚酯型的不相上下。
一般來說,聚醚型聚氨酯,由于軟段的醚基較易旋轉(zhuǎn),具有較好的柔順性,優(yōu)越的低溫性能,并且聚醚中不存在相對易于水解的酯基,其耐水解性比聚醚型好。聚醚軟段的醚鍵的α碳容易被氧化,形成過氧化物自由基,產(chǎn)生一系列的氧化降解反應(yīng)。
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