高性能聚氨酯弹性体扩链剂
介绍高性能聚氨酯弹性体扩链剂合成聚氨酯弹性体的使用方法、高性能聚氨酯弹性体扩链剂与-NCO之间的反应活性、催化剂对高性能聚氨酯弹性体扩链剂与-NCO之间反应的催化作用以及高性能聚氨酯弹性体扩链剂合成出的聚氨酯弹性体的机械性能。
分子内适度的交联可使聚氨酯材料硬度、软化温度和弹性模量增加,断裂伸长率、永久变形和在溶剂中的溶胀性降低。对于聚氨酯弹性体,适当交联,可制得机械强度优良、硬度高、富有弹性,且有优良耐磨、耐油、耐臭氧及耐热性等性能的材料。但若交联过度,可使拉伸强度、伸长率等性能下降。
聚氨酯化学交联一般是由多元醇(偶尔多元胺或其它多官能度原料)原料或由高温、过量异氰酸酯而形成的交联键(脲基甲酸酯和缩二脲等)引起,交联密度取决于原料的用量。与氢键引起的物理交联相比,化学交联具有较好的热稳定性。
酯泡沫塑料是交联型聚合物,其中软制裁泡沫塑料由长链聚醚(或聚酯)二醇及三醇与二异氰酸酯及聚合物用扩链剂、交联剂制成,具有较好的弹性、柔软性;硬质泡沫塑料由高官能度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯(PAPI)等制成,由于很高的交联度和较多刚性苯环的存在,材料较脆。
在间歇式合成法中,尤其在采用价格低廉的芳香族二异氰酸酯作为原料时,反应性太大,停留时间长,用二胺扩链变得不可控,需要很剧烈的搅拌力去分散从而达到较短的停留时间,这在工业中浪费能量,而且对设备要求较高,产品也不稳定。
当R=2时,取DHPA为3%~8%制备了一系列聚醚型水性聚氨酯,实验表明乳液放置稳定,随着DHPA用量的增加,乳液外观由不稳定的白色乳液过渡到蓝光白色乳液、半透明蓝光乳液,最后至白色黏稠透明乳液。
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。
现代飞机层合透明件多是复合层合玻璃,中间层材料主要有聚乙烯醇缩丁醛(PVB),聚氨酯 (PU)、硅酮和乙烯三元共聚物等。PVB胶片曾经是一种使用最为广泛的透明件中间层材料,国产 PVB材料主要有“413”和“813”两种牌号。
PVB胶片由于与有机透明材料如有机玻璃(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等的粘接性能较差并且PVB体相中的增塑剂容易侵蚀PC板表面,其使用范围逐渐减小。PU胶片是20世纪70年代美国首先发展起来的一种粘接材料,其弹性是内在固有的,不需要通过添加增塑剂来获得柔韧性。PU胶片最初用来粘接PC板, 后来发现其与无机玻璃、PMMA和PC均有良好的粘接性能。
PU胶片在国外已经广泛地用于飞机风挡玻璃。海湾战争中使用的F-111多用途歼击机的风挡玻璃就是由两层钢化玻璃和PU中间层构成。用芳香族二异氰酸酯如TDI, MDI合成的PU弹性体由于含有芳香族二脲的桥键,在紫外光照射下 容易被氧化生成发色的醌式结构,使制品透明性降低。而脂肪族二异氰酸酯由于不含苯环,在紫外光照射下,不会氧化变黄,可用于制作透明耐黄变的PU产品。
最近十多年,国外研究人员推出了一系列透明PU弹性体,对影响PU透明性和力学性能的诸多因素进行了探讨,得到了优化的合成配方 与工艺条件;国内在这方面也进行了积极探索。然而,已有关于H12MDI基PU的报道多偏 重研究其力学性能,系统地分析扩链剂对H12MDI基透明PU的结构和粘接性能的报道较少。层合玻璃在使用过程中,要经受环境温度的变化,产生往复的疲劳变形,玻璃容易脱胶。因此,中间层材料与基材的粘接性能直接影响夹层玻璃的寿命。
研究了扩链剂的结构对H12MDI基透明PU弹性体的力学性能、光学性能和粘接性能的影响,得到了一些规 律性结论。此外,用1HNMR和13CNMR表征了聚合物结构,并对NMR谱进行了归属;并用X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了PU/PMMA的剥离界面,提出了界面化学反应机理。
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