聚氨酯脲弹性体(PUU)用扩链剂
聚氨酯脲弹性体(PUU)是聚氨酯弹性体的一种,一般是由聚氨酯预聚体与聚氨酯脲弹性体(PUU)用扩链剂反应生成。同普通聚氨酯弹性体相比,聚氨酯脲弹性体(PUU)用扩链剂合成的聚氨酯脲的强度、力学性能比较高,也具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘合性好、吸震能力强等优良性 能,在许多工业领域得到广泛的应用。
聚氨酯脲弹性体(PUU)用扩链剂合成的聚氨酯脲中存在缩二脲和脲基甲酸酯基团,它们的热分解温度仅为144摄氏度左右,同普通聚氨酯弹性体相比,虽然其耐热性有所提高,但是在某些领域仍难以满足要求。
由异氰酸酯三聚反应形成的异氰脲酸酯,其稳定的三聚六元环结构和环上无活泼氢的结构特点,使它具有很高的稳定性、水解稳定性和刚性。一般异氰酸酯环在200摄氏度以上仍具有热稳定性,含苯异氰脲酸酯环的热分解温度可达377摄氏度。
异氰脲酸酯含有3个以上官能团,可用于制备高支化度的星型或树枝型聚合物。含有异氰脲酸酯结构的聚合物具有较好的介电性能、力学性能和表面硬度,可用于制备各种耐热绝缘材料。异氰酸酯三聚生成异氰脲酸酯的反应广泛应用于制备聚氨酯粘合剂、涂料和硬质聚氨酯泡沫塑料绝缘材料等领域。
本实验选择1,3,5–三(二甲氨基丙基)对称六氢三嗪作为异氰酸酯三聚的催化剂,将异氰脲酸酯基团引入到聚氨酯脲弹性体中,考察扩链系数对异氰脲酸酯改性的聚氨酯脲弹性体性能的影响规律。
含有异氰脲酸酯结构的聚氨酯脲弹性体的合成。采用预聚体法合成聚氨酯脲弹性体。
(1)聚氨酯预聚体的合成。在备有搅拌器、温度计、真空接口三口烧瓶中加入定量聚酯多元醇2356,升温至100~110摄氏度,真空脱水至多元醇中水含量低于万分之一,将其降温至50~60摄氏度后停止抽真空,加入计量好的TDI-100,快速搅拌,待温度稳定后,缓慢升温并控制在80~85摄氏度,反应5h后,真空脱气30min,密封保存待用。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA是优秀的聚氨酯(PU)扩链剂和环氧树脂(EP)固化剂。能改善制品的机械和动力学性能。此外也可以作为聚酰亚胺的先导化合物和有机合成的中间体。在PU领域M-CDEA适用于浇铸型弹性体(CPU)、RIM弹性体和喷涂聚脲、胶粘剂、弹性体泡沫和热塑性聚氨酯(TPU)。EP领域适用于加工、预浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有机合成的中间体及聚脲树脂固化剂。
(2)聚氨酯脲弹性体标准试片的制备(反应成型)。称取定量的聚氨酯预聚物,加入少量三聚体催化剂及定量的二胺类固化剂,迅速搅拌均匀后,倒入模具,待出现凝胶现象后立即合模。在10MPa压力、120摄氏度下反应成型1h。
(3)试片的后处理。脱模后的试片于100摄氏度烘箱中恒温10h,取出停放5d,即可裁片测试。
弹性体性能测试。
(1)力学性能测试。聚氨酯脲弹性体应力应变性能、邵氏硬度和撕裂强度测试分别按GB/T528-1998、GB/T531-1999和GB/529-1999标准测定。
(2)耐溶剂性能测试。将已知质量的聚氨酯脲弹性体试样分别放入环已酮、四氢呋喃、乙酸乙酯溶剂中密封存放,一定时间后取出晾干表面溶剂,称重并计算试片在不同时间的溶胀率(溶胀后与溶胀前的质量比值)。
聚氨酯弹性体的力学性能随小分子三元醇用量的增加,除模量外都逐渐下降。三元醇用量等于或小于20%时,性能下降幅度比较小。这因为当三元醇用量较低时,化学交联密度较低,化学交联网络起的交联作用较小,而硬段微区形的物理交联点交联作用较为突出。此时表现为硬度、拉伸强度和冲击弹性变化较小,而撕裂强度变化较大。
但模量的提高可能是弹性体中分子间的化学交联和物理交联的协同效应所致。随着三元醇用量提高,化学联密度增加,弹性体的硬度、强度和弹性急剧降,可能的原因是化学交联结构增加,破坏了分子链的规整性,限制了链的活动性,降低了弹性体的结晶能力,从而使力学性能下降。当三元醇用量大于20%~30%时,弹性体力学性能降低幅度较大。
文章版权:张家港雅瑞化工有限公司
http://www.zjgyrchemical.com