聚氨酯彈性體材料用擴(kuò)鏈劑
聚氨酯彈性體的合成方法大體分為本體法和溶液法兩種,本體法生產(chǎn)成本低,但反應(yīng)較難控制,所得彈性體分子結(jié)構(gòu)不如溶液法得到的聚合物規(guī)整。本文采用這兩種合成方法。
本體聚合。本體法采用一步法進(jìn)行,即將低聚物多元醇、二異氰酸酯、聚氨酯彈性體材料用擴(kuò)鏈劑等同時混合均勻后直接注入反應(yīng)器中,在反應(yīng)器中進(jìn)一步反應(yīng)。
先將PBA放入80攝氏度烘箱預(yù)熱,BDO與MD攝氏度均放入60攝氏度烘箱預(yù)熱,然后在四氟燒杯中按設(shè)計(jì)配方準(zhǔn)確稱量各原料,稱量順序?yàn)镻BA、BDO,最后加入MDI。
立即快速攪拌反應(yīng),轉(zhuǎn)速1000r/min以上,攪拌1~2min,反應(yīng)劇烈放熱時,快速將其倒入反應(yīng)器中,置入70攝氏度烘箱8h以上,然后轉(zhuǎn)移到120攝氏度烘箱熟化2h。待樣品冷卻后將其從反應(yīng)器取下,備用。
耐水解性能:將試樣放入100攝氏度的沸水浴中水煮8h后,放入60攝氏度的真空烘箱中干燥1d,然后進(jìn)行拉伸性能測試,計(jì)算水解老化前后的拉伸強(qiáng)度損失。
溶液法采用兩步法進(jìn)行:首先是預(yù)聚體的制備,將干燥后的PBA和PTMG加入到500mL四頸瓶中,N2保護(hù)下機(jī)械攪拌,在70攝氏度時將處理過的MDI和70mLDMF,用恒壓滴液漏斗緩慢滴加至四頸瓶中反應(yīng)。
控制溫度在60~70攝氏度反應(yīng)大約2h,得聚氨酯預(yù)聚體。聚氨酯彈性體材料用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈反應(yīng),按照-NCO的含量算出要加入聚氨酯彈性體材料用擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量,并按計(jì)算值加入處理過的1,4丁二醇,充分?jǐn)嚢琛?刂茰囟仍?0~80攝氏度反應(yīng)大約1.5~2h,反應(yīng)結(jié)束后將物料倒入干凈的聚四氟乙烯模具中,置于70攝氏度鼓風(fēng)烘箱中除去溶劑DMF。
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
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。
包裝: 25kg/桶
硬段對聚氨酯彈性體性能的影響。以PBA為軟段,采用本體法,合成出一系列硬段(HS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為23%、28%、32%、35%和39%的聚氨酯彈性體。用GPC測得Mn=5.9?104 ~6.9?104 。
3340~3336cm-1附近的寬峰是氨酯(脲)鍵N%H的伸縮振動,1734cm-1 處的吸收峰為羰基的伸縮振動,1176cm-1為C%O%C的伸縮振動,以上吸收帶的出現(xiàn)表明了氨酯鍵的形成。
此外圖中在2270cm-1附近并沒有出現(xiàn)吸收峰,這表明%NCO基團(tuán)已經(jīng)被聚氨酯彈性體材料用擴(kuò)鏈劑反應(yīng)完畢,2953cm-1和2868cm-1處的2個強(qiáng)峰對應(yīng)%CH2%肩峰的伸縮振動,1218cm-1處的窄峰是O=C%O%C吸收譜帶伸縮振動,1532cm-1左右的中強(qiáng)峰為苯環(huán)上%C=C%鍵的伸縮振動,從以上特征峰分析可看出,該樣品的異氰酸酯為芳香族異氰酸酯,軟段為聚酯型。
隨著硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,代表參與形成氫鍵的羰基峰(1702cm-1)的強(qiáng)度增加,而自由羰基的伸縮振動峰(1730cm-1)強(qiáng)度減弱。硬段間氫鍵的作用力和偶極-偶極的相互作用力的強(qiáng)弱是影響羰基伸縮振動峰強(qiáng)度的主要因素。
因此,隨著硬段含量的增加,更多的%C=O和%HNCOO%參與形成氫鍵,導(dǎo)致硬段分子鏈之間的相互作用力增加。實(shí)驗(yàn)證明,隨著硬段含量提高,其序列長度也增加,軟硬段的相容性變差,體系中形成了更多的氨基甲酸酯基團(tuán),即體系中有了更多的質(zhì)子給體與受體,使得整個體系的氫鍵化程度提高。
黑色區(qū)域一般是聚氨酯的硬段微區(qū),而棕色區(qū)域則歸于軟段微區(qū),硬段分布在軟段中,呈明顯的微相分離。
隨著硬段含量的增加,硬段區(qū)域中羰基之間的氫鍵的相互作用增加,并且硬段中苯環(huán)產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極的作用也增強(qiáng),硬段更容易聚集,導(dǎo)致硬段含量在35%左右的相疇明顯大于23%的,呈現(xiàn)更明顯的相分離狀態(tài),較強(qiáng)的極性力和氫鍵使硬段聚集得更加緊密,結(jié)晶度較高,形成明顯的硬段相,均勻地分布在軟段中,起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用,該結(jié)構(gòu)的存在能夠明顯提高聚合物的力學(xué)強(qiáng)度。
隨著硬段含量的增加,樣品的拉伸強(qiáng)度增加,斷裂伸長率下降。硬段含量的增加,實(shí)際上是增加了苯環(huán)和氨基甲酸酯的含量,極性基團(tuán)增多,極性變大,分子間作用力增強(qiáng),使氫鍵的數(shù)量和分子鏈中偶極-偶極的相互作用力增加,故拉伸強(qiáng)度提高。
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