復合乳液樹脂擴鏈劑
首先制備自乳化陰離子水性聚氨酯(PU),然后以此為種子原位接枝共聚氯乙烯制備PU/PVC復合乳液樹脂。
通過動態(tài)激光粒度分析儀、動態(tài)力學分析儀(DMA)和TA-2000熱分析儀研究了復合乳液樹脂擴鏈劑擴鏈方式以及復合乳液樹脂擴鏈劑用量對PU粒徑及其分布、乳液PU的動態(tài)力學性能和PU/PVC復合樹脂耐熱穩(wěn)定性的影響。
結(jié)果表明:分散時擴鏈所得到的PU乳液粒徑較小,且隨著復合乳液樹脂擴鏈劑用量的增加粒徑逐漸增大;預聚時擴鏈,擴鏈劑用量較高時聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低;預聚時擴鏈的PU/PVC復合樹脂的熱穩(wěn)定性較好,但隨著擴鏈劑用量的增加耐熱性下降。
陰離子水性聚氨酯性能測試。
(1)粒徑的測定:激光散射粒徑儀。
(2)無處理拉伸性能的測定:按GB/T19250-2003。
(3)吸水率的測定:稱取一定量的膠膜,室溫下浸泡在蒸餾水中,連續(xù)浸泡168h,每隔一定時間取出,用濾紙快速吸干膠膜表面所帶水分,立即稱質(zhì)量。由單位質(zhì)量的膠膜吸收水分的質(zhì)量即吸水率P(%)(4)酸處理拉伸性能的測定:按GB/T1677-1997。
(5)堿處理拉伸性能的測定:配制氫氧化鈣的飽和溶液浸泡試樣,養(yǎng)護條件按GB/T1677—1997。
預聚體的合成。在1000mL三口燒瓶中加入500g聚醚二元醇N-220,減壓至-0109MPa,加熱到(120±5)℃對其進行抽真空脫水處理3h,然后降溫至室溫。按比例滴加TDI和PAPI的混合物,滴加過程中保持反應溫度在40℃以下,滴加約40min。滴加完畢后,采用油浴升溫,使反應溫度保持在(75±5)℃,回流反應3h。反應完成后降溫至室溫,出料,即得預聚體。
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。
乳液粒徑的影響。DMPA含量、中和度、分散速度、分散時間及乳化溫度、加水速率等因素均能影響乳液粒徑,在這些條件都相同的情況下,在—COOH含量相同的情況下,211#試樣的平均粒徑比21#試樣的大。這一方面是由于211#試樣分子鏈中含有的憎水基團苯環(huán)較多,難以分散另一方面是由于211#試樣中含有苯環(huán)的分子鏈長比DEG中—CH2-大的原因所致。
21#試樣分子鏈中有較多的醚鍵(—O-),—O-與水分子有氫鍵作用,可形成較多的親水中心,使其在水中的分散較為容易。以BPA代替聚丙二醇(PPG)時,由于相對分子質(zhì)量和合成物黏度的共同影響,對乳液粒徑影響不大,以BPA代替部分DEG時,其乳液粒徑明顯增大。從相對分子質(zhì)量來說,BPA為DEG的2倍多,所以211#試樣預聚體的黏度比21#的大,也使其較難在水中分散。
由于以上三方面因素的影響,致使211#試樣乳液的平均粒徑較大,且分布較寬,而21#的則較小且窄。
力學性能的影響。以乙二醇(EG)為擴鏈劑時乳膠膜的拉伸強度較高。但是以1,4-丁二醇(BD)、EG為擴鏈劑,當EG含量為50%時,乳膠膜就已經(jīng)被溶散成碎片至完全溶解,而BD含量為70%時才開始溶解。綜合考慮,以DEG為擴鏈劑較好,但是以DEG為擴鏈劑時存在吸水率較大的缺點。用含有—O—較多的擴鏈劑制得的乳膠膜拉伸強度較低,延伸率較高用含有剛性鏈段的擴鏈劑制得的乳膠膜的拉伸強度較高,延伸率較低。
由于21#試樣中柔性鏈段—O-較多,在拉伸過程中PU分子鏈容易運動,而211#試樣中剛性鏈段苯環(huán)較多,在拉伸過程中限制了PU分子鏈的運動,從而使得21#試樣的延伸率較高,211#試樣的拉伸強度較高。
與文獻中的結(jié)果相比,由于本試驗制備預聚體時引入了多元異氰酸酯,所以在都以DEG為擴鏈劑的情況下,本試驗中的拉伸強度比文獻中的要大。也就是說用向預聚體中引入多異氰酸酯的方法除了可以如文獻所說,改善乳膠膜的耐水性外,還可以提高乳膠膜的拉伸強度。
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