水性聚氨酯分散液擴鏈劑
以3,6-二氧雜-1,8-辛烷二硫醇(BOODT)、乙二胺(EDA)為二羥甲基丙酸(dmpa)的水性聚氨酯分散液擴鏈劑分別制備了兩種水性聚氨酯分散液WPUS和WPUN。通過紅外光譜(FT-IR)對兩種水性聚氨酯結(jié)構(gòu)進行了表征,同時探討了這兩種水性聚氨酯分散液擴鏈劑對分散液穩(wěn)定性及聚氨酯膠膜熱穩(wěn)定性、吸水率、力學(xué)性能的影響。
水性聚氨酯分散液擴鏈劑實驗結(jié)果表明,WPUS的貯存穩(wěn)定性較WPUN的好,WPUS膜的熱穩(wěn)定性較WPUN膜好,WPUS膜的吸水率及拉伸強度低于WPUN膜的,而其斷裂伸長率及拉伸剪切強度高于WPUN膜的。
帶有羧基陰離子的親水基團分布在乳膠粒表面朝向水中;由于粒子的布朗運動,正負(fù)離子相伴在粒子表面形成雙電層,使得水合離子能夠穩(wěn)定地分散在水中,致使乳液穩(wěn)定。隨著親水基團含量的增加,乳液外觀發(fā)生明顯的變化,這是WPU粒子粒徑變化的宏觀表現(xiàn)所致(即粒徑大、阻礙了光線的通過,乳液外觀呈發(fā)白現(xiàn)象;當(dāng)分散粒子大小達(dá)到納米級別時,光線可以繞過WPU粒子繼續(xù)前進,乳液外觀呈透明、藍(lán)光現(xiàn)象)。
根據(jù)O Lorentz的雙電層理論,乳液的粘度不受分散粒子大小的影響,而是受水合粒子大小的影響。dmpa含量越高,預(yù)聚體成鹽后與水形成水合離子穩(wěn)定性就越高,同時水合離子的雙電層厚度增加、體積增大且與水分子的相互作用力增強,導(dǎo)致體系的粘度增加。
當(dāng)dmpa含量較低時,乳液粘度隨dmpa含量的增大而變化不明顯,這可能與親水性基團含量的增加會導(dǎo)致兩個相反的結(jié)果有關(guān)。一方面親水基團含量的增加導(dǎo)致親水性增強,使粒子的粒徑減??;另一方面,總離子濃度的增加,導(dǎo)致總雙電層厚度的增加和粒子流體動力學(xué)體積的增加,致使粒子的粒徑增大。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
產(chǎn)品外觀: 類白色粉末或顆粒
物理特性
熔點: 87-89℃
含量:≥99.0%
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴鏈劑和環(huán)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機械和動力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。
此外,由于親水性的增大而產(chǎn)生的顆粒水膨脹性也能使粒子的粒徑明顯增大。因此,當(dāng)dmpa含量較低時,親水基團含量的增加導(dǎo)致親水性增強使粒子的粒徑減小是主要因素,乳液粘度變化不明顯,但當(dāng)dmpa含量較高時,隨著親水基團含量的增加,雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導(dǎo)地位,乳液的粘度明顯增大。
紅外光譜用于研究聚氨酯彈性體硬鏈段的結(jié)構(gòu)差異。聚氨酯彈性體的紅外研究主要集中在兩個主要的振動區(qū)域:一個是N—H伸縮振動(3,200–3,500 cm-1),另一個是C=O伸縮振動(1,690–1,730 cm-1)。由于存在一個提供N—H鍵和受體C=O鍵,所以聚氨酯彈性體可以形成多種氫鍵。這些頻段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于表征氫鍵的聚合物并進行相關(guān)的微相分離。眾所周知,具有N–H鍵的聚氨酯,N–H和C=O出現(xiàn)在低頻段的概率少于N—H鍵的聚氨酯。
在新型聚氨酯彈性體的情況下,在3,300 cm-1處出現(xiàn)一個單一的N-H鍵,大部分N-H鍵是含有氫鍵。在DHD型的聚氨酯,N-H吸收峰在3,330 cm-1時出現(xiàn),表明多較低的傾向聚氨酯彈性體形成氫鍵,這是由于一個立體的DHD出現(xiàn)的支鏈所造成的熱阻效應(yīng)[22–24]。交聯(lián)的聚氨酯彈性體顯示擴大區(qū)域的吸收峰在3,300 cm-1處,這表明氫鍵之間的硬鏈段和軟鏈段程度低。
對于熱穩(wěn)定性的測試,熱重分析被認(rèn)為是最好的方法。各種擴鏈劑的聚氨酯彈性體的熱重分析。PU1,PU2,PU3的重量損失非常緩慢,直到300℃,其次是重量損失的增加是在450—500℃.對于PU4,PU5,PU6來說,重量損失的增加是在250℃.在溫度范圍為300—500℃時發(fā)現(xiàn),失重曲線DHD–PU彼此之間相似。而HEG-聚氨酯的表現(xiàn)從和其他曲線有差異。
pu4,pu5,和pu6的熱重數(shù)據(jù)揭示不同結(jié)構(gòu)的硬鏈段的退化過程,加入CO的聚氨酯,最快損失是在250℃.而基于甘氨酸,損失最快是在350℃. 基于對CO的PU重量損失發(fā)生在溫度較低的地方,這是根據(jù)CO鏈存在的塑化效果。在化學(xué)結(jié)構(gòu)的PU HEG存在(直鏈在延長和高量在PU鏈的氫鍵)的結(jié)果從250到235℃開始降解。它的主要降解過程可以在溫度為400℃左右的情況下觀察到。
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