PTMG型/PHA型聚氨酯擴(kuò)鏈劑
使用PTMG型/PHA型聚氨酯擴(kuò)鏈劑成功地開發(fā)出相容的聚甲醛/熱塑性聚氨酯(POM/rfPU)共混物。只添加0.5%重量的PTMG型/PHA型聚氨酯擴(kuò)鏈劑就能大幅度提高POM/TPU共混物的機(jī)械性能,而其它三種常用的相容劑需要添加5%,證明了PTMG型/PHA型聚氨酯擴(kuò)鏈劑對(duì)共混物的相容效率更高。
添加0.5%重量的Joncryl的POM/TPU(75:25)共混物的沖擊強(qiáng)度翻番,拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度顯著提高。SEM圖像顯示Joncryl可以減小11PU粒徑,提高POM和TPU之間的界面作用力。
POM/TPU/Joncryl共混物中TPU的間距為0.2μm,非常接近POM/TPU共混物的臨界基體層厚度0.18μm。沖擊力曲線顯示添加Joncyl可以顯著增加POM/TPU共混物的總沖擊吸收能量,并提高POM和TPU之間的界面相互作用。
間苯二酚二羥已基醚(HER)類似于HQEE,是一種性能優(yōu)良的擴(kuò)鏈劑,能顯著改善PU彈性體的耐溫性和機(jī)械性能HER擴(kuò)鏈劑,目前準(zhǔn)備中試。已經(jīng)開發(fā)出了間苯二酚二羥丙基醚(HPR)、間苯二酚二羥丙基乙基醚(HPER)。
HPR和HPER在常溫下均是液態(tài),25'C時(shí)的粘度分別為20,3.9Pa-s。這類擴(kuò)鏈劑用于制備聚氨酯彈性體,釜中壽命長(zhǎng)、易于操作。制品具有良好的熱穩(wěn)定性、延伸性,并可降低收縮性。
分別考察了不同擴(kuò)鏈劑對(duì)聚四氫呋喃醚二醇型(簡(jiǎn)稱PTMG型)及聚己二酸己二醇酯二醇型(簡(jiǎn)稱PHA型)聚氨酯乳液穩(wěn)定性的影響。
定義預(yù)聚反應(yīng)中的異氰酸指數(shù)R為TDI中異氰酸酯基團(tuán)的量與低聚物二元醇和小分子擴(kuò)鏈劑中羥基量的比值;親水基團(tuán)含量w(—COOH)則是指親水基團(tuán)—COOH占整個(gè)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。上述反應(yīng)中,異氰酸指數(shù)R均基本控制在1155左右,而w(—COOH)=1150%~1152%。
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。
由乙二醇和一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑可制得微帶藍(lán)光白色乳液,而且乳液穩(wěn)定性較好,室溫下靜置分層時(shí)間可以達(dá)到3個(gè)月以上。
當(dāng)w(—COOH)=1150%時(shí),固含量控制在3210%~3710%之間,就可以得到穩(wěn)定性較好的乳液,室溫下靜置分層時(shí)間較長(zhǎng)。如果固含量過高,超過4010%時(shí)所得到的乳液靜置穩(wěn)定性較差,靜置10d左右即有分層現(xiàn)象。
這是因?yàn)橛H水基團(tuán)的含量決定了聚氨酯分子的親水性,親水基團(tuán)含量一定,固含量增加即相當(dāng)于水量減少,乳液的平均粒徑增大,聚氨酯分子在水中分散性下降,此時(shí)乳液的穩(wěn)定性變差。而固含量過低,當(dāng)?shù)陀?010%,體系粒徑過小,得到類似凝膠狀物質(zhì)。因此,固含量最好控制在3210%~3710%之間。
不同擴(kuò)鏈劑對(duì)膜吸水率及失重率的影響。分別以PTMG和PHA為原料,w(—COOH)=1151%,異氰酸指數(shù)R為1155左右,擴(kuò)鏈劑用量(擴(kuò)鏈劑占整個(gè)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù))為210%,固含量在3310%~3510%以內(nèi),分析不同擴(kuò)鏈劑對(duì)涂膜吸水率及失重率的影響(見表2)。由表2可以看出,四種體系表現(xiàn)出不同的吸水率及失重率。
無論對(duì)于PTMG型還是PHA型聚氨酯乳液,隨著擴(kuò)鏈劑中—CH2—數(shù)的不斷增加,結(jié)構(gòu)的親水性逐漸下降,涂膜的吸水率不斷降低。若將乙二醇和一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑制得的聚氨酯涂膜作一比較,則由于一縮二乙二醇比乙二醇結(jié)構(gòu)中多了一醚鍵(—O—),醚鍵的親水性較好,所以以一縮二乙二醇為擴(kuò)鏈劑制得的聚氨酯涂膜親水性明顯增大,膜的吸水率增大。
膜在水中浸泡24h后,聚酯型聚氨酯與聚醚型聚氨酯相比,吸水率明顯增大,耐水性下降。這主要是因?yàn)榫埘バ途郯滨ブ械木埘ザ屋^易水解。從膜的失重率來看,膜在水中浸泡一周后,以乙二醇為擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯涂膜具有較低的失重率。
在選定了原料、w(—COOH)=1151%、異氰酸指數(shù)R(1155)及擴(kuò)鏈劑用量(w=210%)之后,聚氨酯乳液涂膜的力學(xué)性能就取決于聚氨酯預(yù)聚體中引入的擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)。
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