聚氨酯膜扩链剂
以异佛尔酮二异氰酸脂(IPDI)和聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA2000)为原料,采用不同类型的聚氨酯膜扩链剂制备了一系列水性聚氨酯样品。
采用红外光谱、差示扫描量热法对样品的结构和结晶性能进行表征,探讨不同聚氨酯膜扩链剂对水性聚氨酯结晶性能和力学性能的影响。
结果表明,随着聚氨酯膜扩链剂碳原子数目的增加、支链结构扩链剂比重的减小,水性聚氨酯的结晶性能增加,力学性能明显改善。当混合扩链剂中一缩二乙二醇(DEG)与新戊二醇(NPG)质量比为4∶1时,聚氨酯的结晶度为34.0%,拉伸强度达到32.83 MPa。
扩链剂从物理性状上来说有固体和液体之分。固体扩链剂如MOCA、氢醌双羟乙基醚(HQEE)等;液体扩链剂如1,4-丁二醇、二甲硫基甲 苯二胺(DMTDA)等。此外,还有一些功能化的扩链剂,如扩链剂具有一定阻燃作用、催化作用、生物相容性等。聚氨酯弹性体扩链剂种类繁多,性能各异,研究开发成本低廉,性能优异,操作方便的扩链剂是其发展趋势。
二元醇类扩链剂。沈阳大学的宫克用对苯二酚、甲醛和二甲胺为原料,在氮气的保护下,对苯二酚和聚甲醛加热至 60 ̄80摄氏度搅拌反应1h,冷却至20 ̄30摄氏度后再加入二甲 胺,搅拌反应1.5h之后再次加入聚甲醛,加热至 60 ̄80摄氏度搅拌反应1h,冷却至20 ̄30摄氏度加入二甲胺25g,温度保持在60 ̄80摄氏度搅拌反应2h。然后在温度为110 ̄120摄氏度,压力为1333Pa条件下对上述初产物进行减压脱水,最终产物含水量要低于0.3%。经过上述处理,最后得到2,5-二-二甲胺基甲基-1,4-苯二酚,收率达93.6%"。
4,4'-亚甲基双(2-乙基)苯胺(芳香族二胺类扩链剂MOEA)用途
本品为氨基邻位乙基取代的芳香族二胺类扩链剂,与TDI和MDI预聚体有着良好的相容、配伍性,反应速度较快,与E100搭配可用于反应注射成型和聚脲喷涂工艺,制品具有优良的物理以及动态力学性能。用于聚脲弹性防水材料,可有效提高材料的强度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作环氧树脂的固化剂,赋予制品良好的抗张、耐撕裂、电绝缘及耐热等性能。
以对苯二酚为原料,令其与甲醛和二甲胺进行曼尼希(Mannich)反应,所得中间产物再进一步重复上述过程,即进行二次的曼尼希(Mannich)反应,从而在同一化合物中同时引入了酚羟基和叔胺基,增加了其结构和性能的多样性,同时既具有催化功能的叔胺基,又具有交联和扩链功能的酚羟基,达到同时催化和扩链的双重目的。 张田林、胡黎东、沈燕等以苯胺、环氧丙烷、溴等为原料,氯仿为溶剂,在20 ̄25!条件下,采用连续滴加溴的工艺过程合成N,N-二(2-羟丙基)-2,4,6三溴苯胺(BHTBA)。
由于该扩链剂含有溴元素,具有很强的阻燃作用,用作聚氨酯扩链剂和不饱和聚酯树脂等合成材料的反应型阻燃剂。 N,N-双(2-羟丙基)苯胺是一种短链二元醇,常温下为粘稠液体,作为聚氨酯弹性体、反应注射成型的扩链剂时,不仅与其他原材料的相容性好,而且制得的聚氨酯制品具有优良的力学性能,在端羟基聚丁二烯聚氨酯体系中其应用效果尤其明显。因此有的文献把它称作“补强扩链剂”,它还具有一定的催化作用。魏建国等直接以苯胺及环氧丙烷为原料,在100" 120!条件下,苯胺与环氧丙烷的摩尔比为1:2.05进 行回流反应,然后抽真空脱去低分子的易挥发的物质可得到成品,收率高达98%以上。
扩链剂氢醌双羟乙基醚(HQEE)是一种新型无毒扩链剂,可以代替MOCA有许多优点,广泛应用于聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯中,能提高聚氨酯耐温性、抗撕裂强度,提高胶料储存稳定性,对改善和调节聚氨酯的性能有很大作用,传统的合成方法是在加压下以氢氧化钠作催化剂用对苯二酚与环氧乙烷反应。
曹文君改进成用2#氯乙醇常压醚化并选择分离得到白色和浅灰色结晶的方法得到HQEE。其实质是威廉姆逊醚的合成反应: 首先在反应瓶中按投料比加入对苯二酚、2—氯乙醇、氢氧化钠,升温至80"90!,反应一定时间后,待反应液由深红色透明状转变为棕色混浊状时,停止反应。然后静止,冷冻过夜后抽滤。滤饼用酸浸泡再用溶剂萃取。分离出有机层,静止,冷冻过夜后抽滤,得到氢醌双羟乙基醚(HQEE)成品。
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