含活潑氫化合物聚氨酯擴鏈劑
正異氰酸酯基團和含活潑氫化合物聚氨酯擴鏈劑的加成縮合反應(yīng)是聚氨酯分子成型的基本化學(xué)特征,尤其是對聚氨酯彈性材料而言,無論是一步法還是預(yù)聚物法,其中的化學(xué)反應(yīng)幾乎全部屬于該類反應(yīng)范疇。
聚氨酯分子的這種成型特點決定了含活潑氫化合物聚氨酯擴鏈劑在其合成工藝和性能設(shè)計中的重要作用,在二異氰酸酯和低聚物二醇等大宗原材料確定的情況下,含活潑氫化合物聚氨酯擴鏈劑是生產(chǎn)者根據(jù)性能和工藝要求調(diào)整配方追求最佳效果的重要選擇,它參與分子的構(gòu)成。
PMDA用量對PET和羧基值的影響可以看出加入PMDA可以顯著提高聚酯的[η],尤其是PMDA的質(zhì)量分數(shù)在0.3%~0.5%時,產(chǎn)品的[η]隨擴鏈劑用量的增加呈指數(shù)形式增長。原因是此階段PMDA與PET發(fā)生反應(yīng),使PET鏈迅速增長,分子質(zhì)量提高。
質(zhì)量分數(shù)低于0.3%時由于PET的水解作用導(dǎo)致PMDA擴鏈效果受到限制,[η]提高速度相對緩慢。質(zhì)量分數(shù)超過0.5%時會出現(xiàn)交聯(lián)現(xiàn)象,機頭壓力升高,系統(tǒng)不穩(wěn)定,熔解時有凝膠存在導(dǎo)致可測分子質(zhì)量下降。因此可知PMDA的最佳質(zhì)量分數(shù)為0.5%,此時產(chǎn)品的[η]可達到0.85dL/g。
隨著PMDA用量增加,產(chǎn)品的羧基值先升高后降低。這是因為當(dāng)PM2DA與少于4分子的PET發(fā)生反應(yīng)時會產(chǎn)生端羧基,因此PMDA加入量較少(質(zhì)量分數(shù)低于0.3%)時隨著參加反應(yīng)的PMDA的增加,體系中的羧基值會相應(yīng)的上升。當(dāng)PMDA達到一定質(zhì)量之后與PET發(fā)生完全反應(yīng)即1分子PMDA與4分子PET反應(yīng),此時體系中的羧基值會有所降低。
BOZ和PMDA聯(lián)用時的擴鏈效果。PMDA可以顯著提高PET的特性黏度但產(chǎn)品的羧基含量升高,影響其使用。BOZ對PET的擴鏈效果有限但可以與端羧基反應(yīng),降低體系中的羧基含量。因此理論上兩者聯(lián)用可以彌補各自單獨使用時的不足,得到高特性黏度低羧基值的PET產(chǎn)品。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應(yīng)用:聚氨酯彈性體、聚脲樹脂固化劑及環(huán)氧樹脂固化劑.
英文名稱:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)
CAS號:19900-72-2
分子式: C19H26N2
實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)分別加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%PMDA和0.1%BOZ時產(chǎn)品的[η]為0.55dL/g;加入0.3%PM2 DA和0.4%BOZ時出現(xiàn)交聯(lián)得到[ η]為0.50dL/g的產(chǎn)品。因此初步確定添加質(zhì)量分數(shù)為0.2%的BOZ和0.2%的PMDA。BOZ與PMDA聯(lián)用時,對 PET的[ η]和羧基值的影響。
曲線趨勢大體一致:[η]隨擴鏈劑的增加先升高后降低,羧基值隨擴鏈劑用量的增加先降低后升高。當(dāng)PMDA和BOZ的質(zhì)量分數(shù)均為0.2%時得到的PET產(chǎn)品特性黏度(0.90dL/g)最高,羧基值(25mol/t)最低。當(dāng)PMDA質(zhì)量分數(shù)從0.1%提高到0.2%時,[η]提高了0.3。BOZ質(zhì)量分數(shù)從0.1%提高到0.2%時[η]提高了0.2dL/g左右,因此可以看出兩者聯(lián)用時PMDA對產(chǎn)品[η]的提高起主要作用,而BOZ對體系中羧基值的降低起重要作用。
這正好印證了之前的理論分析:將PMDA和BOZ聯(lián)用可以得到高性能的PET產(chǎn)品。此條件下生產(chǎn)的PET產(chǎn)品[η]為0.9dL/g,可以用于制瓶和工程塑料等高端領(lǐng)域,具有廣闊的市場前景。
聯(lián)用時各工藝參數(shù)對PET特性黏度的影響。反應(yīng)溫度的影響。擠出機反應(yīng)段的溫度是影響反應(yīng)體系黏度的一個重要參數(shù),溫度過高會引起PET及擴鏈劑的降解導(dǎo)致擴鏈劑失效。隨著反應(yīng)溫度的提高,產(chǎn)物的[η]呈下降趨勢。
因此在能滿足加工的條件下應(yīng)盡量降低反應(yīng)溫度,一方面是防止熱降解,另一方面節(jié)約能源。最佳反應(yīng)溫度為260℃。
螺桿轉(zhuǎn)速的影響。螺桿轉(zhuǎn)速是決定物料在擠出機料膛中停留時間長短的物理量。轉(zhuǎn)速愈高物料在料膛中的停留時間愈短。由于PET易發(fā)生水解導(dǎo)致其[η]下降,從這個角度講PET在擠出機中的停留時間愈短愈好。
但是過短的停留時間又可能導(dǎo)致擴鏈劑與PET反應(yīng)不完全,從而削弱擴鏈作用。最佳螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min,此時PET在擠出機中的 停留時間約為5min。
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