醚類擴(kuò)鏈劑
對于二醇類和兩端含羥基的醚類擴(kuò)鏈劑,一方面醚類擴(kuò)鏈劑與二異氰酸酯反應(yīng)并與固化劑一起成為硬段的組分,形成了硬段相,使微相分離增大,故醚類擴(kuò)鏈劑能明顯改善推進(jìn)劑的低溫力學(xué)性能;另一方面,由于二醇類擴(kuò)鏈劑僅含有兩個(gè)活潑氫,它還起增鏈作用,而硬段鏈長的增加導(dǎo)致推進(jìn)劑的伸長率增大;又由于二醇與二異氰酸酯反應(yīng)生成的-NHCOO-基是極性基團(tuán)且含有一個(gè)活性氫, 所以增加的鏈段上也會(huì)形成氫鍵,發(fā)生二級交聯(lián),使分子間作用力增強(qiáng)并產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),故也能提高推進(jìn)劑的抗拉強(qiáng)度。
前人研究結(jié)果表明,在HTPB聚氨酯彈性 體(PUE)中,存在微相分離的形態(tài)結(jié)構(gòu),這種結(jié)果對彈性體的物理和力學(xué)性能的影響較大。將互溶的組分共混得到的聚合物的性能,通常是各組分性能的平均值;而將不互溶聚合物的共混得到一些特殊的性能———綜合了各組分優(yōu)點(diǎn)的性能。
微相分離完全的PUE是兩相系統(tǒng),由硬、軟段組成,相分離強(qiáng)烈地影響PUE性能,由于丁羥軟段是非極性,氨基甲酸酯硬段是極性,兩相不互溶,所以得到的聚合物綜合了兩相的優(yōu)點(diǎn):軟段有利于提高PUE的伸長率和彈性;硬段有利于提高模量和強(qiáng)度,該兩相體系通過化學(xué)鍵可以與由良好的膠粘劑混合的兩相聚合物媲美。由于相混合是部分的,所以既有兩相的混合物,也有純的硬、軟段,應(yīng)該可以得到三個(gè)玻璃化溫度;然而在實(shí)驗(yàn)中,由于混合相相對于兩個(gè)純相來說很少,所以第三個(gè)玻璃化溫度不能看到,這也進(jìn)一步證明了丁羥PUE的微相分離很完全。
對于二胺類擴(kuò)鏈劑,例如MOCA、脲等,由于含有四個(gè)活潑氫,它與二異氰酸酯反應(yīng)形成的脲鍵-NHCONH-也是極性基團(tuán)且還含有二個(gè)活性氫,會(huì)形成雙氫鍵,發(fā)生二級交聯(lián),形成比二醇類擴(kuò)鏈劑更密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),故它能大幅度提高推進(jìn)劑交聯(lián)密度和抗拉強(qiáng)度,而二級交聯(lián)鍵太密集使交聯(lián)密度增加過大(如M0CA擴(kuò)鏈的推進(jìn)劑交聯(lián)密度比空白增加了2倍多)反而降低了伸長率。實(shí)際上含四個(gè)活潑氫的二胺類擴(kuò)鏈劑起一種交聯(lián)劑的作用。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)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(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機(jī)械和動(dòng)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(jī)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(jī)合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。
對于二氨基二苯醚,可能是由于醚鍵的氧原子上的p電子云與兩個(gè)苯環(huán)共軛,使苯環(huán)的負(fù)電荷增加從而降低了-N~基的活性,因而導(dǎo)致固化反應(yīng)慢,推進(jìn)劑力學(xué)性能降低。
a.聚氨酯彈性體存在微相分離,二醇類、兩端含二羥基的醚擴(kuò)鏈劑的加入促進(jìn)了丁羥聚氨酯彈性體的微相分離且增加了硬段的長度,故能同時(shí)提高~TPB/IPDI推進(jìn)劑的抗拉強(qiáng)度和伸長率,特別是低溫最大伸長率。
b.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看, 含四個(gè)活潑氫的二胺類擴(kuò)鏈劑的加入使~TPB/IPDI推進(jìn)劑的伸長率顯著降低,M0CA和脲可以顯著提高推進(jìn)劑的抗拉強(qiáng) 度。
c.擴(kuò)鏈劑在丁羥推進(jìn)劑粘合劑體系中引入了適量的硬段微區(qū)可能是其能大幅度提高力學(xué)性能的主要原因。
聚合物的三種形態(tài):玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài),只有其處于高彈態(tài)時(shí)在理論上才具有形狀記憶功能;當(dāng)聚合物處于玻璃態(tài)和粘流態(tài)時(shí),不可能產(chǎn)生形狀記憶功能。結(jié)晶度高的聚合物,由于主要顯示其結(jié)晶相的性質(zhì),不可能顯示其形狀記憶功能。
形狀記憶聚氫酯各項(xiàng)性能在其玻璃化溫度轉(zhuǎn)變區(qū)域有很大的變化,由于其玻璃化溫度在環(huán)境溫度內(nèi),因此,可以利用這一功能開發(fā)出不同的智能型材料,且極具廣泛的應(yīng)用前景。
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