澆注聚氨酯彈性體(PUE)擴鏈劑
通過預(yù)聚體(E93A)與兩種不同的澆注聚氨酯彈性體(PUE)擴鏈劑4,4'-甲撐-雙-(2-氯苯胺)(MOCA)、4,4'-甲撐-雙-(2,6-二乙基-3-氯苯胺)(mcdea)澆注聚氨酯彈性體(PUE),對兩種澆注聚氨酯彈性體(PUE)擴鏈劑合成的性能進行了比較,結(jié)果表明,mcdea擴鏈的PUE樣品分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,提高了微相分離程度,綜合力學(xué)性能和熱性能均較高。
在2種澆注聚氨酯彈性體(PUE)擴鏈劑與預(yù)聚體聚合時, mcdea在分子結(jié)構(gòu)中的乙基與預(yù)聚體分子鏈可形成分子間氫鍵,分子間作用力較MOCA合成的PUE強,而且氨基與氯處于間位,當(dāng)氯與分子鏈形成氫鍵時,PUE形成交聯(lián)的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
mcdea擴鏈形成的PUE彈性體具有較低的軟段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,又具有較高的硬鏈段的軟化溫度,軟硬鏈段之間的相分離得到了改善。所以,基于mcdea的低硬度彈性體,在 低溫時顯示出較強的力學(xué)性能;基于mcdea的高硬度彈性體,在高溫下顯示出較好的力學(xué)性能。
乳膠粒子形態(tài)及粒徑分析。3種乳液的乳膠粒子基本上為球形;樣品Ⅰ粒徑在40nm左右,樣品Ⅱ粒徑在60nm左右,在樣品Ⅲ中出現(xiàn)了粒徑雙分布,小粒徑和樣品Ⅰ的粒徑接近,大粒徑和樣品Ⅱ的粒徑接近,說明一步擴鏈法中親水基團在分子鏈中的分布是無規(guī)的,粒徑存在雙分布。
DMA分析。在-100~-50℃和25~110℃出現(xiàn)了2個模量快速下降階段,儲能模量的快速下降表明某些分子鏈節(jié)的活動能力加強,在-55~ -45℃處的損耗峰,與PU軟段的運動相對應(yīng);在50~75℃處的損耗峰與PU硬段的運動相對應(yīng)。
在-100~-50℃處的峰為聚氨酯軟段運動形成的損耗模量峰,3種擴鏈方式對聚氨酯軟段微區(qū)的影響較??;在25~110℃處的峰為聚氨酯硬段運動形成的損耗模量峰,氨基甲酸酯中的 N—H大部分能形成氫鍵,其中大部分是與硬段中的CO形成的,小部分是與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的,在氫鍵作用下構(gòu)成了物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
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
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(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。
在一定溫度范圍內(nèi),物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的存在牽制了硬段鏈節(jié)的運動,使得在軟段損耗峰后出現(xiàn)了一個較長的橡膠平臺,氫鍵化程度越大,平臺越長;當(dāng)溫度達(dá)到一定值時,氫鍵被破壞,物理網(wǎng)絡(luò)消失,儲存模量迅速下降??梢钥闯鰳悠发竦钠脚_最長,樣品Ⅱ和Ⅲ次之,說明樣品Ⅰ的氫鍵化程度高于后兩者的氫鍵化程度。
TGA分析比較。在N2氛圍下, 1#、2#樣品分別在339.1℃與354.8℃出現(xiàn)小的失重平臺,而1#樣品在395.4℃出現(xiàn)尖銳的熱失重峰,2#樣品在404.1℃出現(xiàn)熱失重峰。1#樣品在351.1℃、 406.9℃出現(xiàn)兩個明顯的失重峰,2#樣品只在357.5℃出現(xiàn)明顯的失重峰。
PUE的熱分解是一個非常復(fù)雜的過程,隨著溫度提高,分子鏈 間的氫鍵開始斷裂,接著分子鏈上的基團根據(jù)各自耐熱性的好壞依次開始分解,并產(chǎn)生一些活性自由基,還伴隨著分子結(jié)構(gòu)的重組。小的失重平臺是由于PUE內(nèi)未交聯(lián)或已交聯(lián)的低相對分子質(zhì)量的物質(zhì)發(fā)生熱分解。
尖銳的失重峰是PUE內(nèi)規(guī)整的交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)生裂解。在空氣氛圍下,熱失重過程還包括氧化反應(yīng), 1#樣品第1個失重峰為未交聯(lián)或已交聯(lián)的較低相對分子質(zhì)量物質(zhì)受熱分解并發(fā)生氧化反應(yīng),第2個失重峰是規(guī)整交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化、裂解的失重。而2#樣品分子間結(jié)合力較1#強,低相對分子 質(zhì)量物質(zhì)含量較少,但硬段部分還有較多乙基等耐熱性能較差的基團, 一旦分子鏈間的氫鍵斷裂,分子結(jié)構(gòu)的氧化、分解反應(yīng)迅速。
DMA比較。根據(jù)結(jié)果對1#、 2#樣品的儲能模量與tanδ分別進行對比。2#樣品比1#樣品的儲能模量要大得多,而tanδ小于1#樣品。在高溫區(qū),PUE處于高彈態(tài),由于分子間作用力加強,2#樣品較1#樣品微相分離程度提高,物理交聯(lián)更完全,所以儲能模量高,內(nèi)耗低。
由mcdea擴鏈的PUE樣品較MOCA擴鏈的PUE樣品分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,分子鏈間存在更強的作用力,軟硬段結(jié)合力強,硬段結(jié)構(gòu)規(guī)整,微相分離程度提高。
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