以乙酰丙酮(ACA)、環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料，通過氯代烴的親核取代及環(huán)氧的水解開環(huán)反應(yīng)合成了聚氨酯水性擴(kuò)鏈劑，討論了合成聚氨酯水性擴(kuò)鏈劑的適宜條件及分離提純的方法，并采用FT-IR、NMR、HRMS等方法對(duì)聚氨酯水性擴(kuò)鏈劑進(jìn)行了表征.

結(jié)果表明，ACA與ECH的最佳反應(yīng)溫度為60℃，中間產(chǎn)物5，6-環(huán)氧-2-己酮(EHO)收率達(dá)37.1％;EHO水解開環(huán)反應(yīng)最佳反應(yīng)溫度為90℃，反應(yīng)時(shí)間為8h，DHO收率可達(dá)69.5％，且中間產(chǎn)物5-(乙酰氧基)-6-羥基-2-已酮經(jīng)堿水解也可以得到DHO;分離與提純采用制備液相色譜法可得到DHO產(chǎn)物，純度達(dá)95.96％，并得到FT-IR、NMR、HRMS方法的證實(shí)，該產(chǎn)物可作為聚氨酯水性擴(kuò)鏈劑。

聚氨酯由長鏈段原料與短鏈段原料聚合而成，是一種嵌段聚合物。一般長鏈二元醇構(gòu)成軟段，而硬段則是由多異氰酸酯和聚合物用擴(kuò)鏈劑構(gòu)成。軟段和硬段種類影響著材料的軟硬程度、強(qiáng)度等性能。

影響性能的基本因素。聚氨酯制品品種繁多、形態(tài)各異，影響各種聚氨酯制品性能的因素很多，這些因素之間相互有一定的聯(lián)系。對(duì)于聚氨酯彈性體材料、泡沫塑料，性能的決定因素各不相同，但有一些共性。

基團(tuán)的內(nèi)聚能。聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等長鏈多元醇與多異氰酸酯、聚合物用擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑反應(yīng)而制成。聚氨酯的性能與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而基團(tuán)是分子的基本組成成分。通常，聚合物的各種性能，如力學(xué)強(qiáng)度、結(jié)晶度等與基團(tuán)的內(nèi)聚能大小有關(guān)。

聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基團(tuán)外，不同的聚氨酯制品中還有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、縮二脲、芳環(huán)及脂鏈等基團(tuán)中的一種或多種。各基團(tuán)對(duì)分子內(nèi)引力的影響可用組分中各不同基團(tuán)的內(nèi)聚能表示。

酯基的內(nèi)聚能比脂肪烴和醚基的內(nèi)聚能高；脲基和氨基甲酸酯基的內(nèi)聚能高，極性強(qiáng)。因此聚酯型聚氨酯的強(qiáng)度高于聚醚型和聚烯烴型，聚氨酯-脲的內(nèi)聚力、粘附性及軟化點(diǎn)比聚氨酯的高。


4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)用途
   
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑,與TDI和MDI預(yù)聚體有著良好的相容、配伍性,反應(yīng)速度較快,與E100搭配可用于反應(yīng)注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強(qiáng)度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。

聚氨酯材料的結(jié)晶性、相分離程度等與大分子之間和分子內(nèi)的吸引力有關(guān)，這些與組成聚氨酯的軟段及硬段種類有關(guān)，也即與基團(tuán)種類及密集程度有關(guān)。

氫鍵存在于含電負(fù)性較強(qiáng)的氮原子、氧原子的基團(tuán)和含H原子的基團(tuán)之間，與基團(tuán)內(nèi)聚能大小有關(guān)，硬段的氨基甲酸酯或脲基的極性強(qiáng)，氫鍵多存在于硬段之間。據(jù)報(bào)道，聚氨酯中的多種基團(tuán)的亞胺基（NH）大部分能形成氫鍵，而其中大部分是NH與硬段中的羰基形成的，小部分與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的。

與分子內(nèi)化學(xué)鍵的鍵合力相比，氫鍵是一種物理吸引力，極性鏈段的緊密排列促使氫鍵形成；在較高溫度時(shí)，鏈段接受能量而活動(dòng)，氫鍵消失。氫鍵起物理交聯(lián)作用，它可使聚氨酯彈性體具有較高的強(qiáng)度、耐磨性。氫鍵越多，分子間作用力越強(qiáng)，材料的強(qiáng)度越高。

結(jié)構(gòu)規(guī)整、含極性及剛性基團(tuán)多的線性聚氨酯，分子間氫鍵多，材料的結(jié)晶程度高，這影響聚氨酯的某些性能，如強(qiáng)度、耐溶劑性，聚氨酯材料的強(qiáng)度、硬度和軟化點(diǎn)隨結(jié)晶程度的增加而增加，伸長率和溶解性則降低。

對(duì)于某些應(yīng)用，如單組分熱塑性聚氨酯膠粘劑，要求結(jié)晶快，以獲得初粘力。某些熱塑性聚氨酯彈性體因結(jié)晶性高而脫?？?。結(jié)晶聚合物經(jīng)常由于折射光的各向異性而不透明。

若在結(jié)晶性線性聚氨酯中引入少量支鏈或側(cè)基，則材料結(jié)晶性下降，交聯(lián)密度增加到一定程度，軟段失去結(jié)晶性，整個(gè)聚氨酯彈性體可由較堅(jiān)硬的結(jié)晶態(tài)變?yōu)閺椥暂^好的無定型態(tài)。在材料被拉伸時(shí)，拉伸應(yīng)力使得軟段分子基團(tuán)的規(guī)整性提高，結(jié)晶性增加，會(huì)提高材料的強(qiáng)度。硬段的極性越強(qiáng)，越有利于材料的結(jié)晶。


文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司

http://343800.com.cn