新型親水擴鏈劑
二羥甲基丁酸(dmba)作為新型親水擴鏈劑,結(jié)構(gòu)與dmpa相似,卻能縮短了反應(yīng)時間,降低能耗,節(jié)省能源,新型親水擴鏈劑性能優(yōu)越,使水性聚氨酯分散體系在皮革涂飾、膠粘劑、涂料等方面得到更加廣泛的應(yīng)用。
dmpa是目前使用較廣泛的親水擴鏈劑,但dmpa熔點高(175~185℃),很難加熱溶解,這就需加入溶劑如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等,NMP沸點高,制備PU后很難除去,而dmpa在丙酮中的溶解度較小,在合成過程中需要加入大量的丙酮,脫酮過程麻煩且脫不干凈,給生產(chǎn)過程帶來安全隱患。
曾俊等在實驗中發(fā)現(xiàn),新型親水擴鏈劑dmba與dmpa在聚合物多元醇中的溶解行為受聚合物多元醇相對分子質(zhì)量影響較小,但二者的溶解溫度有很大的差別。dmpa的溶解溫度為145~150 ℃,低于此溫度,又慢慢析出,而dmba的溶解溫度為80 ℃,一旦溶解,降低溫度無析出現(xiàn)象。這由于dmba的熔點較低(Tm=108~113 ℃),而dmpa的熔點則較高(Tm=175~188 ℃)。
在反應(yīng)活性方面dmpa體系在6 h后仍有較強的NCO基吸收峰,此時仍可看到反應(yīng)瓶中有少量未溶解的dmpa。而dmba體系在5 h后NCO基吸收峰已不明顯,這說明dmba與NCO基反應(yīng)較快。
這是因為,dmba在聚合物多元醇中溶解溫度為80 ℃,而體系反應(yīng)溫度也為80 ℃,整個反應(yīng)在均相體系中進行;其二是dmpa與dmba在分子結(jié)構(gòu)上的差異,dmba由于碳鏈上增加一個亞甲基(—CH2),使羧基與羥基距離加大,羥基與異氰酸酯基反應(yīng)的空間位阻減小。
中文名稱:4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑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.
包裝: 25kg/桶
新型親水擴鏈劑dmba聚氨酯乳液膠膜的拉伸強度及斷裂伸長率高于dmpa聚氨酯,但50%模量則較低。原因還是在于dmba的分子結(jié)構(gòu),龐大的側(cè)鏈—CH2COO—妨礙了聚氨酯硬段的聚集,硬段堆砌程度差,使硬段本身在軟段基質(zhì)中溶解程度偏高,硬段微區(qū)中硬段減少,這些因素會導(dǎo)致模量下降,然而,低模量會導(dǎo)致較大的斷裂伸長,反過來較大的斷裂伸長又會使軟段進一步產(chǎn)生應(yīng)力結(jié)晶,結(jié)果出現(xiàn)較高的拉伸強度。
隨著dmpa用量的增加,分散體的粒徑總體減小,粒徑分布變窄,穩(wěn)定性增強,涂膜的拉伸強度和剪切強度提高,斷裂伸長率降低。但dmpa含量過高將導(dǎo)致耐水性下降,相轉(zhuǎn)變點后延,使乳化過程需要更多的水,固含量大大降低。
當dmpa含量較低時,乳液粘度隨dmpa含量的增大而變化不明顯,而當dmpa含量較高時,隨著親水基團含量的增加,雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導(dǎo)地位,乳液的粘度明顯增大。
dmba作為新型親水擴鏈劑,結(jié)構(gòu)與dmpa相似,卻能縮短了反應(yīng)時間,降低能耗,節(jié)省能源,其產(chǎn)品性能更加優(yōu)越,但由于價格遠高于dmpa,故工業(yè)應(yīng)用較少。
根據(jù)O Lorentz的雙電層理論,乳液的粘度不受分散粒子大小的影響,而是受水合粒子大小的影響。dmpa含量越高,預(yù)聚體成鹽后與水形成水合離子穩(wěn)定性就越高,同時水合離子的雙電層厚度增加、體積增大且與水分子的相互作用力增強,導(dǎo)致體系的粘度增加。當dmpa含量較低時,乳液粘度隨dmpa含量的增大而變化不明顯,這可能與親水性基團含量的增加會導(dǎo)致兩個相反的結(jié)果有關(guān)。
一方面親水基團含量的增加導(dǎo)致親水性增強,使粒子的粒徑減?。涣硪环矫?,總離子濃度的增加,導(dǎo)致總雙電層厚度的增加和粒子流體動力學體積的增加,致使粒子的粒徑增大。此外,由于親水性的增大而產(chǎn)生的顆粒水膨脹性也能使粒子的粒徑明顯增大。因此,當dmpa含量較低時,親水基團含量的增加導(dǎo)致親水性增強使粒子的粒徑減小是主要因素,乳液粘度變化不明顯,但當dmpa含量較高時,隨著親水基團含量的增加,雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導(dǎo)地位,乳液的粘度明顯增大。
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