含氟聚氨酯彈性體(FPUE)擴鏈劑
以2,2-雙(4-羥基苯基)六氟丙烷(全氟雙酚A)為原料合成了2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAPF6P),以此二元胺為含氟聚氨酯彈性體(FPUE)擴鏈劑制備了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯彈性體(FPUE)。
通過FTIR、TG、EA、WAXD、1H-NMR、DMA分析及拉伸試驗,對BAPF6P和由其制備的FPUE的結構和性能進行了研究。
含氟聚氨酯彈性體(FPUE)擴鏈劑(BAPF6P)所得產(chǎn)物BAPF6P的結構與預期設計相符;由于FPUE的硬段間的強氫鍵作用和偶極效應,使得微區(qū)中部分鏈段排列有序形成微晶結構;隨著硬段含量的提高,Tg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;FPUE的熱分解溫度在200℃以上,具有良好的耐熱性能及優(yōu)異的力學性能,BAPF6P是一個好的含氟聚氨酯彈性體(FPUE)擴鏈劑。
從分子結構上看,聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物,一般由低聚物多元醇柔性長鏈構成軟段,以二異氰酸酯及擴鏈劑構成硬段,硬段和軟段交替排列,形成重復結構單元。除含有氨酯基團外,聚氨酯分子內及分子間可形成氫鍵,軟段和硬段可形成微相區(qū)并產(chǎn)生微觀相分離。這些結構特點使得聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的耐磨性和韌性,以“耐磨橡膠”著稱。
普通聚酯型和聚四氫呋喃醚型彈性體的性能區(qū)別。聚酯分子中含有較多的極性酯基(-COO-),可形成效強的分子內氫鍵,因而聚酯型聚氨酯具有較高的強度、耐磨及耐油性能。
聚醚多元醇制得的彈性體具有較好的水解穩(wěn)定性、耐候性,低溫柔順性和耐霉菌性等性能。
一步法工藝:指將低聚物多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑和催化劑等同時混合后直接注入模具中,在一定溫度下 固化成型的方法。特點:此法生產(chǎn)效率高,因無需制備預聚體而節(jié)省能量,生產(chǎn)成本較預聚體法低,可用小型澆注機生產(chǎn)。但反應較難控制,所得彈性體分子結構不規(guī)整,力學性能不如預聚體法好,故常用于制造低硬度、低模量的制品如印刷膠輥、小型工業(yè)實心輪胎、壓力傳動輪等。
預聚體法:首先將低聚物多元醇與二異氰酸酯進行預聚反應,生成端NCO基的聚氨酯預聚物,澆注時再將預聚物與擴鏈劑反應,制備聚氨酯彈性體的方法,稱之為預聚體法。特點:采用預聚體法制備聚氨酯彈性體,反應分兩步進行,由于采取了預聚步驟,在進行擴鏈反應時放熱低,易于控制,制得的聚氨酯分子鏈段排列比較規(guī)整,制品具有良好的力學性能,重復性也較好。
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。
半預聚物法與預聚體法的區(qū)別是將部分聚酯多元醇或聚醚多元醇跟擴鏈劑、催化劑等以混合物的形式添加到預聚物中。特點是: ①預聚體組分粘度低,可以調節(jié)到與固化劑混合組分的粘度相近,②配比也相近(即混合質量比可為1:1),這不但提高了混合的均勻性,而且也改善了彈性體的某些性能。
影響聚氨酯彈性體性能的主要工藝因素
(1)擴鏈系數(shù):大量實踐表明MOCA的擴鏈系數(shù)以0.85~0.95范圍為宜;
(2)合成方法:一般來說,由預聚物法制得的彈性體性能最好,一步法最差;
(3)混合溫度及固化溫度:適當提高熟化反應溫度有利于提高制品的力學性能,但提高預聚體與擴鏈/交聯(lián)劑的混合溫度,會使凝膠和凝固期縮短,有時來不及澆注和使攪拌帶入的氣泡逸出;而且當溫度高于120℃ 時,往往又會使彈性體性能下降;
(4)熟化時間的影響;
(5)預聚體的貯存:由于預聚體中含有活性較大的NCO基團,一般須在氮氣的密封桶貯存;
(6)注模時的環(huán)境。
CPU性能特點①以液體原料澆注或注射到制品模具中反應而固化成型,可以直接制得很厚的體積大的聚氨酯橡膠制品及形狀復雜的制品;②制得的制品綜合性能好;③可以調節(jié)原料的配方組成及用量,獲得不同硬度的制品,性能的可變范圍大;④對于簡單的手工澆注,設備投資小,加工方便;⑤可制造小批量的或單件的制品原型,靈活性好。
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