為制備80℃下長期使用的低壓縮永久變形密封材料，以聚己內(nèi)酯二元醇（PCL）、4，4＇-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、低壓縮永久變形密封材料擴(kuò)鏈劑、氫醌雙（2-羥乙基）醚（HQEE）為原料，采用預(yù)聚體法合成熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）。研究聚合溫度、—NCO/—OH摩爾比以及低壓縮永久變形密封材料擴(kuò)鏈劑質(zhì)量比對TPU力學(xué)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。

低壓縮永久變形密封材料擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著聚合溫度的提高，TPU的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度提高，聚合溫度為120℃時(shí)TPU的力學(xué)性能最好;隨著—NCO/—OH摩爾比的提高，TPU的拉伸強(qiáng)度提高，撕裂強(qiáng)度先增加然后降低，壓縮永久變形先降低然后增加，微相分離程度降低，彈性滯后增加;隨著混合擴(kuò)鏈劑HQEE/BDO質(zhì)量比的增加，TPU的硬度、回彈率逐漸增加，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度先增加后降低，壓縮永久變形先降低后增加，微相分離程度提高，彈性滯后減小，當(dāng)?shù)蛪嚎s永久變形密封材料擴(kuò)鏈劑HQEE/BDO質(zhì)量比為80/20時(shí)TPU的壓縮永久變形（80℃×70 h）最低為21%。

將一定量的合成產(chǎn)物加入燒杯中，同時(shí)加少量的蒸餾水，用封閉式電爐對其進(jìn)行加熱，制備熱飽和溶液。熱飽和溶液稍冷卻后，加入1%~5%(以合成產(chǎn)物質(zhì)量比)左右的活性炭進(jìn)行脫色。加入活性炭后搖勻，使其均勻分布在溶液中，然后加熱微沸5~10min。最后用布氏漏斗進(jìn)行減壓抽濾，抽濾前先將布氏漏斗預(yù)熱，并用少量溶劑潤濕濾紙。待濾紙緊貼后迅速倒入熱的待過濾液，并用極少量熱溶劑洗滌錐形瓶及活性炭等。將上述抽濾液及洗滌液合并后靜置，自然冷卻，結(jié)晶慢慢析出。用布氏漏斗對上述母液進(jìn)行抽氣過濾，并用少量溶劑對布氏漏斗里的晶體進(jìn)行洗滌，最后將晶體進(jìn)行干燥。

熱塑性脂肪族聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的生物相容性和生物可吸收性，在使用過程中性能穩(wěn)定，使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環(huán)境下被微生物或動(dòng)植物體內(nèi)的酶分解，最終產(chǎn)物為二氧化碳和水。

PBS是良好的全生物降解材料，但由于分子量低，特性黏數(shù)低，熔體流動(dòng)速率高，在實(shí)際加工時(shí)不易用擠出、吹塑等工藝進(jìn)行成型加工，大大阻礙了它的應(yīng)用。由于含有端羥基和端羧基，可以尋找一種合適的小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈改性，以達(dá)到增加分子量、提高黏度的目的。


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。



目前對聚酯擴(kuò)鏈常用的擴(kuò)鏈劑有環(huán)氧類、異氰酸類和酸酐類等。采用新型擴(kuò)鏈劑ADR-4370對PBS進(jìn)行擴(kuò)鏈，每個(gè)ADR-4370分子上有9個(gè)活性基團(tuán)環(huán)氧基，可以和熱塑性工程塑料的反應(yīng)基團(tuán)(羥基、羧基、氨基、硫醚基)發(fā)生鏈接反應(yīng)，提高其特性黏度，從而改善其力學(xué)性能等。

PBS柔軟性強(qiáng)，但拉伸強(qiáng)度和模量都比較低，因此需要采取共混的方法來對其改性，一定程度上彌補(bǔ)單組分全生物降解材料的缺點(diǎn)，而不影響材料的降解性能。聚乳酸(PLA)是一種具有優(yōu)良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料，具有較高的模量和拉伸強(qiáng)度，但斷裂伸長率低，韌性較差。通過PBS/PLA共混，選擇最佳配比，改善PBS性能。采用兩種工藝共混：用擴(kuò)鏈后的PBS與PLA共混;在共混的同時(shí)進(jìn)行就地增容擴(kuò)鏈改性。

隨著擴(kuò)鏈劑ADR-4370含量的增加，PBS體系的MFR逐漸降低，平衡扭矩升高，并逐漸趨于穩(wěn)定。這是由于ADR-4370與PBS中的羧基發(fā)生鏈接反應(yīng)，PBS分子量提高，體系黏度增大;但隨著擴(kuò)鏈劑的增加，羧基含量逐漸減少，直到反應(yīng)完全，體系黏度達(dá)到最大，這時(shí)繼續(xù)加入擴(kuò)鏈劑對體系黏度影響不大。

隨著擴(kuò)鏈劑TDI含量的增加，體系的MFR迅速降低，平衡扭矩升高，說明TDI的加入可以有效地促進(jìn)鏈接反應(yīng)，提高PBS分子量，增大體系黏度。

隨著擴(kuò)鏈劑BOZ含量的增加，體系的MFR迅速升高，平衡扭矩降低。這可能由于在加工過程中，反應(yīng)溫度低于BOZ最佳活性溫度，擴(kuò)鏈反應(yīng)未發(fā)生，小分子BOZ反而起到增塑作用，導(dǎo)致體系黏度迅速降低。也可能是僅有一個(gè)BOZ環(huán)與羧基反應(yīng)，消耗了羧基，卻對擴(kuò)鏈無貢獻(xiàn)。


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