聚氨酯脲彈性體(PUU)擴鏈劑
以4,4′-二苯基甲烷二胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺為聚氨酯脲彈性體(PUU)擴鏈劑,制備了系列的聚醚型聚氨酯脲彈性體。借助IR研究了軟硬段微相中的氫鍵分布。利用SEM直觀地展示了微區(qū)特征。通過物性的比較,探討了聚氨酯脲彈性體(PUU)擴鏈劑的結構對稱性及空間位阻對聚氨酯脲彈性體的形態(tài)及物性的影響。
聚氨酯脲彈性體(PUU)是聚氨酯彈性體的一種,一般是由聚氨酯預聚體與聚氨酯脲彈性體(PUU)擴鏈劑反應生成。同普通聚氨酯彈性體相比,它的強度、力學性能比較高,也具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學腐蝕、耐射線輻射、粘合性好、吸震能力強等優(yōu)良性 能,在許多工業(yè)領域得到廣泛的應用。
由于聚氨酯脲彈性體中存在縮二脲和脲基甲酸酯基團,它們的熱分解溫度僅為144攝氏度左右,同普通聚氨酯彈性體相比,雖然其耐熱性有所提高,但是在某些領域仍難以滿足要求。由異氰酸酯三聚反應形成的異氰脲酸酯,其穩(wěn)定的三聚六元環(huán)結構和環(huán)上無活潑氫的結構特點,使它具有很高的穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性和剛性。一般異氰酸酯環(huán)在200攝氏度以上仍具有熱穩(wěn)定性,含苯異氰脲酸酯環(huán)的熱分解溫度可達377攝氏度。
異氰脲酸酯含有3個以上官能團,可用于制備高支化度的星型或樹枝型聚合物。含有異氰脲酸酯結構的聚合物具有較好的介電性能、力學性能和表面硬度,可用于制備各種耐熱絕緣材料。異氰酸酯三聚生成異氰脲酸酯的反應廣泛應用于制備聚氨酯粘合劑、涂料和硬質聚氨酯泡沫塑料絕緣材料等領域。本實驗選擇1,3,5–三(二甲氨基丙基)對稱六氫三嗪作為異氰酸酯三聚的催化劑,將異氰脲酸酯基團引入到聚氨酯脲彈性體中,考察擴鏈系數(shù)對異氰脲酸酯改性的聚氨酯脲彈性體性能的影響規(guī)律。
產品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
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性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領域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領域適用于加工、預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。
含有異氰脲酸酯結構的聚氨酯脲彈性體的合成。采用預聚體法合成聚氨酯脲彈性體。
(1)聚氨酯預聚體的合成。在備有攪拌器、溫度計、真空接口三口燒瓶中加入定量聚酯多元醇2356,升溫至100~110攝氏度,真空脫水至多元醇中水含量低于萬分之一,將其降溫至50~60攝氏度后停止抽真空,加入計量好的TDI-100,快速攪拌,待溫度穩(wěn)定后,緩慢升溫并控制在80~85攝氏度,反應5h后,真空脫氣30min,密封保存待用。
(2)聚氨酯脲彈性體標準試片的制備(反應成型)。稱取定量的聚氨酯預聚物,加入少量三聚體催化劑及定量的二胺類固化劑,迅速攪拌均勻后,倒入模具,待出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象后立即合模。在10MPa壓力、120攝氏度下反應成型1h。
(3)試片的后處理。脫模后的試片于100攝氏度烘箱中恒溫10h,取出停放5d,即可裁片測試。
彈性體性能測試。
(1)力學性能測試。聚氨酯脲彈性體應力應變性能、邵氏硬度和撕裂強度測試分別按GB/T528-1998、GB/T531-1999和GB/529-1999標準測定。
(2)耐溶劑性能測試。將已知質量的聚氨酯脲彈性體試樣分別放入環(huán)已酮、四氫呋喃、乙酸乙酯溶劑中密封存放,一定時間后取出晾干表面溶劑,稱重并計算試片在不同時間的溶脹率(溶脹后與溶脹前的質量比值)。
熱穩(wěn)定性是由目前配方中的成分的功能作用,較高長度的硬鏈段和甘氨酸存在的關系增加了聚氨酯彈性體的熱穩(wěn)定性。加入CO的聚氨酯的Tg下降12℃左右,導致不固定鏈的甘油三脂結構作為增塑劑而存在。
DHD型聚氨酯彈性體顯示出相對低的玻璃化轉變溫度(—57℃),在室溫下測試其性能,它的拉伸強度為11-15兆帕,斷裂伸長率為600%. 聚合物基體的硬鏈段結構的變化也可能受其表面特性的影響。
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