PU亲水基团扩链剂
研究PU亲水基团扩链剂用量对分散体稳定性的影响。研究发现,随着PU亲水基团扩链剂亲水基含量的增大,分散体粒径减小,Zeta电位绝对值增大,两者提高了分散体的贮存、离心和稀释稳定性。
这是因为当PU大分子中亲水基团含量不足时,抵抗大分子团聚的双电层较弱,Zeta电位较低,使分散体的粒径比较大,外观乳白浑浊;当PU亲水基团扩链剂用量增大时,PU大分子中亲水基团含量增大,Zeta电位增大,则分散体粒径减小,其贮存、稀释、离心稳定性增强。
dmpa的加入方式对分散体系的影响。用聚醚型聚氨酯为目标产物,研究了一步法和两步法加入dmpa的方式对分散体系的影响。结果发现:二步法合成的乳液外观比一步法好,其乳液粒径小,但一步法的力学性能要优于二步法。
这是因为dmpa与TDI的反应活性较聚醚多元醇大,采用一步法加料,dmpa优先于TDI反应,形成了较长的硬段及比较密集的亲水基团序列,使得分子链间含亲水基团的硬段之间的静电力和氢键作用加强,导致硬段过度密集,水分子难以融入硬段区域中;
另一方面,离子的聚集度加强而软硬段相分离,使得涂膜具有良好的力学性能。二步法中聚醚先于TDI形成软硬段嵌段共聚物,之后加入的亲水性的离子基团被长的聚醚分子间隔地分布在分子链中,优于分子链中规则地分布着大量的亲水基团,使得分子整体的亲水性提高,粒径减小,因此乳液外观较一步法好。
dmpa对涂膜机械性能的影响。研究发现,随着dmpa含量的增加,涂膜的拉伸强度和剪切强度提高,断裂伸长率降低。这是由于PUA分子为软硬段嵌段共聚物,其中氨基甲酸酯键(或有少量脲键)构成硬段,多元醇构成软段,软硬段比例直接决定了其力学性能。小分子亲水扩链剂含量的增加,使得分子结构中硬段比例提高,分子内库伦力和氢键作用增强,从而导致拉伸强度和机械强度提高,而断裂伸长率降低。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000类产品与美国的740M结构相类似,属于同系列化合物,740M已被美国FDA批准可用于食品药品接触场合,P-1000亦应为无毒产品,使用时不会对工作场所和周围人群造成威胁。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
dmpa对相转化行为的影响。与其他体系的相反转一样,水性聚氨酯预聚物的加水乳化过程也要经历从W/O到O/W的转变过程。研究发现,随着dmpa含量的增加,体系的相转变点后延。
因为dmpa含量增加,硬段比例增大,随着体系离子化程度的提高,软硬段间的极性差异增大,造成体系的相分离程度提高,同时微粒子点阵密度增加,需要更多的水才能使之完全解聚集,虽然,提高dmpa含量,可以改善乳液外观,提高涂膜力学性能等,但过高的含量不仅使耐水性变差,而且将导致相转变点后延,从而使乳化过程需要更多的水,而固含量大大降低。
亲水基团,又称疏油基团,具有溶于水,或容易与水亲和的原子团。可能吸引水分子或溶解于水,具有这类官能团的固体表面易被水润湿。
阴离子表面活性剂的亲水基(团)有羧酸基、磺酸基与磷酸基等。
阳离子表面活性剂的亲水基(团)有氨基、季铵基等。
非离子表面活性剂的亲水基(团)有由含氧基团组成的醚键和羟基与羧酸酯、嵌段聚醚等。
相似相溶原理。亲水基团是极性的,会溶于极性溶剂水;亲油基团是非极性的,溶于非极性的油。水分子间有较强的氢键,水分子既可以为生成氢键提供氢原子,又因其中氧原子上有孤对电子能接受其它分子提供的氢原子,氢键是水分子间的主要结合力。所以,凡能为生成氢键提供氢或接受氢的溶质分子,均和水“结构相似”。如ROH(醇)、RCOOH(羧酸)、R2C=O(酮)、RCONH2(酰胺)等。
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