納米復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑
用自制抗菌母料AMB與PLA,TDI熱機(jī)械共混制得PLA/AMB/TDI納米復(fù)合抗茵材料.研究了納米復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑TDI不同含量對(duì)納米復(fù)合材料的抗菌性能和力學(xué)性能的影響.
納米復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑TDI質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5%~1.5%內(nèi),隨著納米復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑TDI含量的增加,復(fù)合材料對(duì)大腸桿菌的抗茵性能逐漸減弱,但仍為強(qiáng)抗茵材料;拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度逐漸增加,斷裂伸長(zhǎng)率先增加后減小.
當(dāng)納米復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑TDI質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%時(shí),納米復(fù)合抗菌材料的綜合性能最好,與PLA/nanoZnO/CCA相比,其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、缺口沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高了7.9%、147.6%、29.4%和22.0%,抗茵率從99.9%減為99.1%,仍為強(qiáng)抗茵材料。
異氰酸酯的結(jié)構(gòu)影響硬段的剛性,因而異氰酸酯的種類(lèi)對(duì)聚氨酯材料的性能有很大影響。芳族異氰酸酯分子中剛性芳環(huán)的存在、以及生成的氨基甲酸酯鍵賦予聚氨酯較強(qiáng)的內(nèi)聚力。對(duì)稱(chēng)二異氰酸酯使聚氨酯分子結(jié)構(gòu)規(guī)整有序,促進(jìn)聚合物的結(jié)晶,故4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)比不對(duì)稱(chēng)的二異氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的內(nèi)聚力大,模量和撕裂強(qiáng)度等物理機(jī)械性能高。
異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的合成與表征??刂芓DI-100的加入量使預(yù)聚體中NCO基團(tuán)過(guò)量,加入三聚催化劑,生成異氰脲酸酯基團(tuán)。改變擴(kuò)鏈系數(shù)(即改變擴(kuò)鏈劑的加入量),合成出一系列的聚氨酯脲彈性體。
中文名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA
中文別名:二(3-甲基-4-氨基-6-乙基)苯甲烷; 硬化劑MED; 4,4亞甲基雙(2-甲基-6-二乙基苯胺)
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA應(yīng)用:聚氨酯彈性體、聚脲樹(shù)脂固化劑及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
預(yù)聚體NCO基團(tuán)含量為4%的聚氨酯脲彈性體的紅外光譜圖。合成的聚氨酯脲彈性體內(nèi)可能存在異氰酸酯、二聚體、異氰脲酸酯、碳化二亞胺等結(jié)構(gòu)。未出現(xiàn)異氰酸酯吸收峰(2250~2270cm―1)、碳化二亞胺吸收峰(2130cm―1 )、二聚體吸收峰(1755~1780cm―1 ),在1719cm―1和1417cm―1處出現(xiàn)異氰脲酸酯吸收峰,因而可以定性確知所制材料是含有聚異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯脲彈性體。
擴(kuò)鏈系數(shù)對(duì)異氰脲酸酯改性PUU性能影響。擴(kuò)鏈系數(shù)f是擴(kuò)鏈劑(MOCA)中氨基的數(shù)量與預(yù)聚體中NCO的數(shù)量的比值,實(shí)際操作中由于微量的水分及空氣中濕氣消耗NCO基團(tuán),通常擴(kuò)鏈系數(shù)在小于1時(shí)彈性體性能達(dá)到最佳值。異氰脲酸酯能夠提高聚氨酯脲彈性體的耐熱性,但同時(shí)對(duì)聚氨酯脲彈性體的其他性能有一定的影響。
通過(guò)改變擴(kuò)鏈系數(shù),考察異氰脲酸酯改性的聚氨酯脲彈性體力學(xué)性能的變化規(guī)律,隨著擴(kuò)鏈系數(shù)的增加,拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度先增加后減少,當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)為0.8時(shí)均達(dá)到最大值,分別為27?64MPa和90kN?m―1。當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)為0?8時(shí),NCO基團(tuán)和擴(kuò)鏈劑中氨基當(dāng)量配比達(dá)到最佳值,分子量較大,硬段含量較高,分子鏈規(guī)整性好,拉伸和撕裂時(shí)大分子鏈可發(fā)生取向,因而彈性體的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度達(dá)到最大值;
當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)低于0.8時(shí),NCO基團(tuán)過(guò)量較多,雖然可進(jìn)行三聚反應(yīng),生成異氰脲酸酯基團(tuán),形成一定的化學(xué)交聯(lián),但大分子平均相對(duì)分子量仍然太小,拉伸時(shí)大分子鏈發(fā)生取向程度低,試片較軟,拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較低;當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)大于0.8后,硬段含量較高,大分子平均相對(duì)分子量增大,試片較硬,但由于MOCA過(guò)量及引起的增塑效應(yīng),降低彈性體內(nèi)的化學(xué)交聯(lián)度及氫鍵強(qiáng)度,引起拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度降低。
隨著擴(kuò)鏈系數(shù)f的增加,100%定伸應(yīng)力在f=0.6時(shí)達(dá)到極大值6.23MPa。擴(kuò)鏈系數(shù)較低時(shí),由于NCO基團(tuán)過(guò)量較多,異氰脲酸酯引起的化學(xué)交聯(lián)對(duì)彈性體的定伸模量貢獻(xiàn)較大,因此,100%定伸應(yīng)力在較低的f=0.6時(shí)達(dá)到最大值。但是如果擴(kuò)鏈系數(shù)太低,大分子平均相對(duì)分子質(zhì)量太小,定伸應(yīng)力不高;當(dāng)f>0.6,硬段含量較高,化學(xué)交聯(lián)逐漸減少,引起100%定伸應(yīng)力有所下降。擴(kuò)鏈系數(shù)對(duì) PUU硬度的影響曲線(xiàn)可以看出:在f<0.6,PUU硬度增幅較平緩,f>0.6,硬度迅速提高。這可能是由于f>0.6后,隨著擴(kuò)鏈劑的增加,分子量增大,硬段含量增加,所以硬度提高較快。
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