聚氨酯用醇類型擴(kuò)鏈劑
以4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和聚四氫呋喃聚醚(PTMG)為原料合成聚氨酯(PU)預(yù)聚體,與三官能度聚醚多元醇和不同聚氨酯用醇類型擴(kuò)鏈劑制備PU彈性體。
通過(guò)差示掃描量熱儀、熱失重分析儀和動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析儀表征了PU彈性體的熱性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,探討了聚氨酯用醇類型擴(kuò)鏈劑亞甲基團(tuán)數(shù)目的變化對(duì)其性能的影響。結(jié)果表明,隨著聚氨酯用醇類型擴(kuò)鏈劑亞甲基團(tuán)數(shù)目的增加,軟段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和滯后損失降低,熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能提高,拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和硬度均有所增加。
預(yù)聚體NCO含量對(duì)聚氨酯彈性體的力學(xué)性能的影響。隨預(yù)聚體NCO基含量的增加,聚氨酯彈性體的硬度、模量和撕裂強(qiáng)度顯著提高,伸長(zhǎng)率和彈性略有下降,拉伸強(qiáng)度增加緩慢。當(dāng)預(yù)聚體NCO%在8~9范圍內(nèi),硬度、模量和強(qiáng)度最高,其原因是提高預(yù)聚體NCO基含量,同時(shí)也提高異氰酸酯與羥基的摩爾比,使聚氨酯的硬段含量增加,內(nèi)聚能密度增大,導(dǎo)致硬度、強(qiáng)度和模量提高。
用KC擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯彈性體的力學(xué)性能。預(yù)聚體NCO基含量增加,聚氨酯彈性體的力學(xué)性能的變化如上所述。BDO-PU的硬度、伸長(zhǎng)率、沖擊彈性和撕裂強(qiáng)度高,KC-PU只有300%模量高,兩者PU的拉伸強(qiáng)度比較接近。當(dāng)預(yù)聚體NCO%=8.3時(shí),KC-PU與近似NCO%含量的BDO-PU的綜合性能相當(dāng)。但KC-PU在加壓硫化時(shí)可以縮短脫模時(shí)間,對(duì)生產(chǎn)制品是非常有用的。
三元醇含量對(duì)聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響。以軟段相對(duì)分子質(zhì)量為1000的PTMG/MDI為預(yù)聚體,固定NCO%=6.1,使用二元醇和三元醇的混合物作擴(kuò)鏈劑,改變其三元醇用量,制備6種聚氨酯彈性體。聚氨酯彈性體的力學(xué)性能隨小分子三元醇用量的增加,除模量外都逐漸下降。三元醇用量等于或小于20%時(shí),性能下降幅度比較小。
這因?yàn)楫?dāng)三元醇用量較低時(shí),化學(xué)交聯(lián)密度較低,化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)起的交聯(lián)作用較小,而硬段微區(qū)形的物理交聯(lián)點(diǎn)交聯(lián)作用較為突出。此時(shí)表現(xiàn)為硬度、拉伸強(qiáng)度和沖擊彈性變化較小,而撕裂強(qiáng)度變化較大。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)
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(shù)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.
產(chǎn)品基本要素
外觀:白色粉末
產(chǎn)量:10噸
包裝方式:凈重200Kg鍍鋅鐵皮桶。
但模量的提高可能是彈性體中分子間的化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)的協(xié)同效應(yīng)所致。隨著三元醇用量提高,化學(xué)聯(lián)密度增加,彈性體的硬度、強(qiáng)度和彈性急劇降,可能的原因是化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)增加,破壞了分子鏈的規(guī)整性,限制了鏈的活動(dòng)性,降低了彈性體的結(jié)晶能力,從而使力學(xué)性能下降。當(dāng)三元醇用量大于20%~30%時(shí),彈性體力學(xué)性能降低幅度較大。
MOCA對(duì)聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響。由MDI制備的預(yù)聚體活性比較高,用胺類擴(kuò)鏈劑如MOCA進(jìn)行固化,反應(yīng)速度快,操作時(shí)間短,但使用胺類和醇類的混合擴(kuò)鏈劑后,可以降低反應(yīng)速度,延長(zhǎng)凝膠時(shí)間。
預(yù)聚體的NCO基含量不太高,而MOCA-PU的硬度和300%模量卻較高。當(dāng)預(yù)聚體NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為8.3%,MOCA/KC-PU的300%模量大于KC-PU的模量14.2MPa和BDO-PU的模量3.9MPa,而三者彈性體的硬度差別不大。這說(shuō)明在一定的硬度下,為提高聚氨酯彈性體的模量,均可采用加入少量胺類擴(kuò)鏈劑就能獲得較高的模量。
加入二醇類擴(kuò)鏈劑,推進(jìn)劑的常溫、高溫下最大伸長(zhǎng)率略高于空白配方;丙二醇、丁二醇提高了推進(jìn)劑的常溫抗拉強(qiáng)度;而戊二醇和己二醇使 抗拉強(qiáng)度下降。對(duì)于丙二醇,當(dāng)!t!=0.85/ 4時(shí),將推進(jìn)劑的抗拉強(qiáng)度提高了51.7%,最大伸長(zhǎng)率提高了5.6%。
加入二醇類擴(kuò)鏈劑均能改善HTPB/IP-DI推進(jìn)劑的低溫脫濕現(xiàn)象, 尤其是大幅度提高了推進(jìn)劑的低溫最大伸長(zhǎng)率。從丙二醇、丁二醇、戊二醇到己二醇,低溫下HTPB/IPDI推進(jìn)劑的抗拉強(qiáng)度分別提高了34.7%、39.8%、24.4%、15.3%;最大伸長(zhǎng)率分別提高了59.8%、75.4%、76.1%、58.3%。
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