新型含氟聚氨酯擴(kuò)鏈劑
利用邁克爾加成反應(yīng)合成了一系列氟鏈長(zhǎng)度不同的新型含氟聚氨酯擴(kuò)鏈劑,并將新型含氟聚氨酯擴(kuò)鏈劑接入聚氨酯中,從而合成了一系列在支鏈上含有氟原子的新型聚氨酯。
通過(guò)IR對(duì)含氟二元醇及含氟聚氨酯進(jìn)行了表征,并對(duì)含氟聚氨酯的表面性能與熱性能進(jìn)行了研究。新型含氟聚氨酯擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:氟元素的引入大大增強(qiáng)了聚氨酯膜的耐水拒油性,耐化學(xué)品性,同時(shí)提高了聚氨酯的熱性能;氟鏈越長(zhǎng),聚氨酯的表面性能越好,具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性,同時(shí)熱性能也有很大提高。
含氟聚氨酯是一類具有特殊功能的高分子材料,由于氟的引入既保持了聚氨酯原有的特性,又可賦予其卓越的耐候性、耐化學(xué)介質(zhì)性、較高的使用溫度、抗污染性和低摩擦性。合成了一種含氟二元胺即2,2一雙[4一(4一氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAPF6P),并以此含氟二元胺聚氨酯擴(kuò)鏈劑,合成了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯彈性體(FPtJE)。
(1)原料 2,2一雙(4一羥基苯基)六氟丙烷全氟雙酚A,化學(xué)純;對(duì)氯硝基苯,化學(xué)純;甲苯二異氰酸酯(TDI一80),工業(yè)級(jí);聚四氫呋喃二醇(PTMC;),聚合級(jí),數(shù)均分子量為1000,使用前在120~C真空預(yù)干燥3h;N,N一二甲基甲酰胺(DMF),分析純;85%水合肼、乙二醇單甲醚、1,4一二氧六環(huán)、甲醇、乙醇、鹽酸、氨水和碳酸鉀,化學(xué)純。
含氟二元胺聚氨酯擴(kuò)鏈劑及彈性體的合成:含氟二元胺聚氨酯擴(kuò)鏈劑的合成將 O.3mol 2,2一雙(4一羥基苯基)六氟丙烷、O.64mol對(duì)氯硝基苯、0.66mol K2C03和600ml DMF一次投入裝有攪拌器、溫度計(jì)及回流冷凝管的1000ml四頸瓶中,邊攪拌邊逐漸加熱升溫至145℃左右,反應(yīng)12h后將反應(yīng)物冷卻過(guò)濾。
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(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。
在快速攪拌下將濾液倒人600ml甲醇中沉淀,充分?jǐn)嚢?h后抽濾,并用去離子水反復(fù)洗滌沉淀,最后再用甲醇洗滌一次。產(chǎn)物在60℃真空干燥箱中干燥24h,得淡黃色粉末狀的2,2一雙[4一(4一硝基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BNPF、6P),產(chǎn)率為90%。
在裝有攪拌器、恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)和回流冷凝管的500ml四頸瓶中加入80g BNPF6P、10g活性炭、1.3g FeCl3·6H20和270m1乙二醇單甲醚。在攪拌下加熱升溫至100℃,在此溫度下攪拌0.5h使BNPF、6 P充分溶解。
然后用恒壓滴液漏斗向反應(yīng)瓶中緩慢滴加85%水合肼130ml。滴加完畢后將體系溫度控制在105~110~C反應(yīng)10h。將反應(yīng)液冷卻至40~50℃后過(guò)濾,濾渣用溫?zé)岬囊叶紗渭酌严礈煲淮?,將濾液轉(zhuǎn)入燒杯中以300ml 20%鹽酸中和,產(chǎn)生白色的二胺鹽酸鹽沉淀,然后再加入氨水調(diào)節(jié)pH至11~12為止。
將沉淀物過(guò)濾并用去離子水反復(fù)洗滌至中性,以無(wú)水乙醇重結(jié)晶提純,置于60~C真空烘箱中干燥24h,得灰色粉末狀產(chǎn)物2,2一雙[4一(4一氨基苯氧基)]苯基六氟丙烷(BAPF6P),其熔點(diǎn)為162.5℃,產(chǎn)率為74%。
含氟聚氨酯彈性體的合成:將干燥后的50g PTMG加到150ml三頸瓶中,在N2保護(hù)下攪拌,將TDI加到PTMG中,在70~80~C反應(yīng)約3h,得含氟聚氨酯預(yù)聚體并測(cè)定預(yù)聚體中NC0含量。將BAPF6 P溶解在l,4一二氧六環(huán)中,控制固體量為30%。
在室溫下按擴(kuò)鏈系數(shù)為0.90將BAPF6P溶液緩慢加入聚氨酯預(yù)聚體中,充分?jǐn)嚢?0min,真空脫氣后倒入干凈的聚四氟乙烯模具中,放置于烘箱中在60~70℃固化,最后在120~C烘箱中熱處理2.5h得FPUE。
含氟聚氨酯彈性體的力學(xué)性能。含氟聚氨酯彈性體的強(qiáng)度、硬度隨硬段含量的增加而升高,而伸長(zhǎng)率隨硬段含量的升高而減小,但整個(gè)體系仍燃具。有較好的彈性。拉伸強(qiáng)度最高達(dá)到59.3MPa,伸長(zhǎng)率最高達(dá)710.9%。
含氟聚氨酯彈性體的熱學(xué)性能。含氟聚氨酯彈性體的熱分解溫度在200℃以上,具有較好的耐熱性。隨著硬段含量的提高,了逐漸升高,F(xiàn)PUE的耐寒性能逐漸降低,而耐熱氧化性逐漸提高。
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