采用紅外光譜對聚合物進行結構表征，探討了聚氨酯預聚體對環(huán)氧樹脂改性的過程中可能發(fā)生的反應種類及反應機理，對聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的應用研究具有重要的指導意義。

實驗原料：甲苯二異氰酸酯(TDI);聚醚210;改性環(huán)氧樹脂擴鏈劑;二月桂酸二丁基錫,1，2-環(huán)氧環(huán)己烷-4，5-二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85);甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MeTHPA);2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)。

端異氰酸酯基PU預聚體的制備在四口燒瓶中加入聚醚210，首先加熱抽真空脫水，80℃左右緩慢加入化學計量的TDI，攪拌至所需時間后停止反應，即得到端異氰酸酯的PU預聚體，冷卻至室溫待用。

IPN產(chǎn)物的制備。將TDE-85置于80℃左右真空干燥箱中抽真空脫水氣，冷卻至60℃左右按比例加入端異氰酸酯的PU預聚體、改性環(huán)氧樹脂擴鏈劑、固化 MeTHPA以及固化促進劑DMP30(占固化劑質量分數(shù)的1%)，混合均勻后再放置于80℃真空干燥箱內脫氣30min，澆到聚四氟乙烯板上，經(jīng)程序升溫固化(80℃/1h+100℃/2h+140℃/10h)。其他產(chǎn)物的制備過程均同上述過程類似，只是加入原料的種類、數(shù)量有變。

采用AVATAR360型紅外分析儀對原料TDE-85、聚醚二元醇GM210以及PU預聚體、1#～5#樣品進行紅外光譜分析。固體樣品采用溴化鉀壓片法進行檢測，液體樣品直接測試或經(jīng)過四氯化碳稀釋后檢測。

在合成中，改性環(huán)氧樹脂擴鏈劑具有以下功能：

(1)低分子二元或三元或四元化合物能使聚氨酯反應體系迅速地進行擴鏈和交聯(lián)。

(2)它們具有能與反應體系進行化學反應的特性基團，分子量低，反應活潑，對異氰酸酯和聚醇體系構成較強的反應競爭幾率，它們能極其有效地調節(jié)反應體系的反應速度;可以使用不同品種的交聯(lián)劑及用量，調節(jié)反應物粘度增長等工藝參數(shù)，使之適應加工的要求。

(3)利用擴鏈劑參與反應并進入聚合物主鏈中，可以將擴鏈劑分子中的某些特性基團結構引入聚氨酯主鏈中，能影響聚氨酯的某些性能。


4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴鏈劑MOEA)用途
   
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴鏈劑,與TDI和MDI預聚體有著良好的相容、配伍性,反應速度較快,與E100搭配可用于反應注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學性能。用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強度、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。


DMBA合成的水性聚氨酯在性能各方面都是優(yōu)于以DMPA為親水擴鏈劑的水性聚氨酯。二羥甲基丙酸（DMPA）作為擴鏈劑，其電離度低、耐熱性較差，很難制備出高固含量、高性能的水性聚氨酯乳液。

另外，由于DMPA自身的特點，存在反應時間長、連續(xù)化生產(chǎn)難和胺類中和劑氣味重、乳液固含量較低、初黏強度較差和膠膜力學性能差等缺陷。針對這些問題，研究人員也在做各方面的探索研究，消除不良因素的干擾，尋找性能更優(yōu)良的材料。

擴鏈劑中羥基和胺基反應活性的不同導致了HTPB/IPDI系聚氨酯反應流變性的極大差異。1,42丁二醇擴鏈反應凝膠時間長,反應完全需13046s,生產(chǎn)效率低、能耗大;3,3’2二乙基24,4’2二苯基甲烷二胺僅需3958s反應完全,凝膠時間適當,適合HTPB/IPDI系聚氨酯制品的生產(chǎn);脂肪族二胺D2230反應快,僅758s完全固化,凝膠時間短,無法滿足澆注生產(chǎn)工藝的要求。

BDO擴鏈聚氨酯有顏色較深的分散相存在,尺寸100～1000nm,形成了較完全的微相分離結構;MOEA擴鏈聚氨酯中顏色較深的分散相的尺寸則小了很多,最大的聚集體只有300nm,且軟硬段界面相對模 糊,微相分離較差;而脂肪族二胺D2230擴鏈聚氨酯形成了均一的相溶合體系。

根據(jù)對聚氨酯AFM相圖中微觀結構的研究,認為某個特定聚氨酯的微觀結構是聚氨酯軟/硬段間的熱力學不相容性、反應流變性和軟硬鏈段的運動能力這3個因素共同作用的結果,而且需對聚氨酯試樣的軟硬段結構及其固化交聯(lián)過程進行具體分析才能判斷其中的主導因素。

無論PTMG型還是PHA型聚氨酯,乙二醇為擴鏈劑制備的聚氨酯涂膜具有較高的拉伸強度,而由1,62己二醇為擴鏈劑制備的聚氨酯涂膜的力學強度最低。

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