聚氨酯彈性體鏈增長劑
聚氨酯彈性體的合成方法大體分為本體法和溶液法兩種，這兩種方法都要用到聚氨酯彈性體鏈增長劑。本體法生產(chǎn)成本低，但反應(yīng)較難控制，所得彈性體分子結(jié)構(gòu)不如溶液法得到的聚合物規(guī)整。
本體法采用一步法進(jìn)行，即將低聚物多元醇、二異氰酸酯、聚氨酯彈性體鏈增長劑等同時(shí)混合均勻后直接注入反應(yīng)器中，在反應(yīng)器中進(jìn)一步反應(yīng)。先將PBA放入80!烘箱預(yù)熱，BDO與MDI均放入60!烘箱預(yù)熱，然后在四氟燒杯中按設(shè)計(jì)配方準(zhǔn)確稱量各原料，稱量順序?yàn)镻BA、BDO，最后加入MDI。
立即快速攪拌反應(yīng)，轉(zhuǎn)速1000r/min以上，攪拌1~2min，反應(yīng)劇烈放熱時(shí)，快速將其倒入反應(yīng)器中，置入70!烘箱8h以上，然后轉(zhuǎn)移到120攝氏度烘箱熟化2h。待樣品冷卻后將其從反應(yīng)器取下，備用。
溶液法采用兩步法進(jìn)行:首先是預(yù)聚體的制備，將干燥后的PBA和PTMG加入到500mL四頸瓶中，N2保護(hù)下機(jī)械攪拌，在70攝氏度時(shí)將處理過的MDI和70mLDMF，用恒壓滴液漏斗緩慢滴加至四頸瓶中反應(yīng)?？刂茰囟仍?0~70攝氏度反應(yīng)大約2h，得聚氨酯預(yù)聚體。
其次為擴(kuò)鏈反應(yīng)，按照-NCO的含量算出要加入聚氨酯彈性體鏈增長劑的質(zhì)量，并按計(jì)算值加入處理過的1，4丁二醇，充分?jǐn)嚢??？刂茰囟仍?0~80攝氏度反應(yīng)大約1.5~2h，反應(yīng)結(jié)束后將物料倒入干凈的聚四氟乙烯模具中，置于70!鼓風(fēng)烘箱中除去溶劑DMF。
硬段對聚氨酯彈性體性能的影響。以PBA為軟段，采用本體法，合成出一系列硬段(HS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為23%、28%、32%、35%和39%的聚氨酯彈性體。
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。
用GPC測得Mn=5.9104 ~6.9104。 3340~3336cm-1附近的寬峰是氨酯(脲)鍵N%H的伸縮振動(dòng)，1734cm-1 處的吸收峰為羰基的伸縮振動(dòng)，1176cm-1為C%O%C的伸縮振動(dòng)，以上吸收帶的出現(xiàn)表明了氨酯鍵的形成。
此外在2270cm-1附近并沒有出現(xiàn)吸收峰，這表明%NCO基團(tuán)已經(jīng)被聚氨酯彈性體鏈增長劑反應(yīng)完畢，2953cm-1和2868cm-1處的2個(gè)強(qiáng)峰對應(yīng)%CH2%肩峰的伸縮振動(dòng)，1218cm-1處的窄峰是O=C%O%C吸收譜帶伸縮振動(dòng)，1532cm-1左右的中強(qiáng)峰為苯環(huán)上%C=C%鍵的伸縮振動(dòng)，從以上特征峰分析可看出，該樣品的異氰酸酯為芳香族異氰酸酯，軟段為聚酯型。
隨著硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，代表參與形成氫鍵的羰基峰(1702cm-1)的強(qiáng)度增加，而自由羰基的伸縮振動(dòng)峰(1730cm-1)強(qiáng)度減弱。硬段間氫鍵的作用力和偶極偶極的相互作用力的強(qiáng)弱是影響羰基伸縮振動(dòng)峰強(qiáng)度的主要因素。
因此，隨著硬段含量的增加，更多的%C=O和%HNCOO%參與形成氫鍵，導(dǎo)致硬段分子鏈之間的相互作用力增加。實(shí)驗(yàn)證明，隨著硬段含量提高，其序列長度也增加，軟硬段的相容性變差，體系中形成了更多的氨基甲酸酯基團(tuán)，即體系中有了更多的質(zhì)子給體與受體，使得整個(gè)體系的氫鍵化程度提高。
黑色區(qū)域一般是聚氨酯的硬段微區(qū)，而棕色區(qū)域則歸于軟段微區(qū)，硬段分布在軟段中，呈明顯的微相分離。隨著硬段含量的增加，硬段區(qū)域中羰基之間的氫鍵的相互作用增加，并且硬段中苯環(huán)產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極的作用也增強(qiáng)，硬段更容易聚集，導(dǎo)致硬段含量在35%左右的相疇明顯大于23%的，呈現(xiàn)更明顯的相分離狀態(tài)，較強(qiáng)的極性力和氫鍵使硬段聚集得更加緊密，結(jié)晶度較高，形成明顯的硬段相，均勻地分布在軟段中，起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，該結(jié)構(gòu)的存在能夠明顯提高聚合物的力學(xué)強(qiáng)度。
隨著硬段含量的增加，樣品的拉伸強(qiáng)度增加，斷裂伸長率下降。硬段含量的增加，實(shí)際上是增加了苯環(huán)和氨基甲酸酯的含量，極性基團(tuán)增多，極性變大，分子間作用力增強(qiáng)，使氫鍵的數(shù)量和分子鏈中偶極偶極的相互作用力增加，故拉伸強(qiáng)度提高。
同時(shí)，軟段含量減少，導(dǎo)致樣條難以被拉伸，故斷裂伸長率下降。當(dāng)w(HS)過高(39%)時(shí)，斷裂伸長率開始急劇下降，過高的硬段含量賦予材料剛性，使樣條發(fā)生脆性斷裂，幾乎沒有彈性，表現(xiàn)出較差的力學(xué)性能。因此，適當(dāng)含量的硬段使樣條在保持較高斷裂伸長率的同時(shí)仍具有一定強(qiáng)度。
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