聚氨酯彈性體PUR擴(kuò)鏈劑
為探討不同結(jié)構(gòu)的聚氨酯彈性體PUR擴(kuò)鏈劑對(duì)PUR彈性體力學(xué)性能的影響,選用BDO、TX-2、MOCA作為聚氨酯彈性體PUR擴(kuò)鏈劑進(jìn)行對(duì)比。
同時(shí)控制聚氨酯彈性體PUR擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈交聯(lián)系數(shù)n(NH2)或n(OH)/n(NCO)為0.85~0.95,采用相同的預(yù)聚物體系,以PBA為柔性鏈段,得PUR彈性體。
對(duì)同一預(yù)聚物體系,選用不同擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈所得PUR彈性體的力學(xué)性能不同,擴(kuò)鏈劑對(duì)PUR彈性體力學(xué)性能的影響與擴(kuò)鏈劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
聚氨酯彈性體PUR擴(kuò)鏈劑對(duì)PUR彈性體力學(xué)性能的影響分析。TX-2、MOCA為芳香族二胺,它們與—NCO擴(kuò)鏈反應(yīng)生成的鏈段剛性要比BDO與—NCO反應(yīng)生成鏈段的剛性強(qiáng);同時(shí),二胺同異氰酸酯反應(yīng)生成的脲基的極性比二醇與異氰酸酯反應(yīng)生成的氨酯基的極性強(qiáng),使剛性鏈易于聚集在一起形成剛性鏈段。
所以,用TX-2或MOCA作為擴(kuò)鏈劑比用BDO擴(kuò)鏈制得的PUR彈性體的力學(xué)性能高。采用TX-2作擴(kuò)鏈劑時(shí)所制得的PUR彈性體的透明性明顯優(yōu)于其它體系。
這大概是由于TX-2分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,擴(kuò)鏈后使分子鏈段的規(guī)整性有所下降,使結(jié)晶度降低,透明性得到提高。這是因?yàn)樵赑UR彈性體結(jié)構(gòu)中,不僅剛性鏈段之間能形成氫鍵,而且柔性鏈段上的極性基團(tuán)也能部分地與剛性鏈段上的極性基團(tuán)形成氫鍵,可以有效地防止在應(yīng)力作用下分子鏈的滑移。相比之下,聚酯多元醇的極性要比聚醚多元醇的極性大得多,相應(yīng)的PUR彈性體的力學(xué)性能要高。
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.
英文名稱:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)
CAS號(hào):19900-72-2
分子式: C19H26N2
—NCO含量對(duì)PUR彈性體力學(xué)性能的影響 在預(yù)聚物的合成反應(yīng)中,由于—NCO具有很高的反應(yīng)活性,極易與反應(yīng)體系中的微量雜質(zhì)反應(yīng),從而使—NCO的用量增加;而過(guò)量的—NCO可以同擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成脲基(—NH—CO—NH—)相應(yīng)增加主鏈中剛性鏈段的含量,以及同分子鏈中氨基甲酸酯基的氫原子反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),使其力學(xué)性能提高,因此,在配方設(shè)計(jì)中,異氰酸酯的用量要比理論值高,使—NCO適當(dāng)過(guò)量。
預(yù)聚物中—NCO含量對(duì)反應(yīng)體系在反應(yīng)釜中的壽命,進(jìn)而對(duì)PUR彈性體的拉伸強(qiáng)度和邵氏硬度等力學(xué)性能有重要的影響。以PBA為柔性鏈段、MOCA為擴(kuò)鏈劑制得的預(yù)聚物中—NCO含量對(duì)PUR彈性體力學(xué)性能的影響。
當(dāng)—NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5.5%時(shí), 隨著—NCO含量的增加,PUR彈性體的拉伸強(qiáng)度、硬度相應(yīng)提高,其綜合性能越來(lái)越好。
這是因?yàn)殡S著—NCO含量的增加,使—NCO與擴(kuò)鏈劑的反應(yīng)增加,從而使PUR彈性體中主鏈上剛性鏈段含量增加;另一方面,—NCO同分子鏈中的極性基團(tuán)及活潑氫的反應(yīng)增加,使分子間的作用力、氫鍵作用力增加的緣故。
但是,當(dāng)—NCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5.5%時(shí),隨著—NCO含量的增加,PUR彈性體的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低,硬度基本保持不變。其原因是,當(dāng)—NCO含量較高時(shí),雖然前期預(yù)聚物的粘度較小,但是當(dāng)加入擴(kuò)鏈劑后,反應(yīng)體系的粘度變化非???,預(yù)聚物的反應(yīng)壽命很短,易發(fā)生凝膠,不利于分子鏈的規(guī)整排列,從而影響其力學(xué)性能。
因此,本反應(yīng)體系中—NCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以5%~5.5%為宜。
澆注型PUR彈性體的結(jié)構(gòu)與組成,即柔性鏈段分子結(jié)構(gòu)、擴(kuò)鏈劑的分子結(jié)構(gòu)、預(yù)聚物中異氰酸酯基含量是影響PUR彈性體性能的重要因素。
對(duì)TDI、PBA體系而言,MOCA或TX-2是適宜的擴(kuò)鏈劑,當(dāng)預(yù)聚物中異氰酸酯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~5.5%時(shí),所得PUR彈性體均具有較好的綜合性能。采用TX-2擴(kuò)鏈劑制得的PUR彈性體具有良好的透明性。
聚氨酯(PUR)是由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)而制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。PUR制品分為發(fā)泡制品和非發(fā)泡制品兩大類,發(fā)泡制品有軟質(zhì)、硬質(zhì)、半硬質(zhì)PUR泡沫塑料;非發(fā)泡制品包括涂料、粘合劑、合成皮革、彈性體和彈性纖維等。PUR材料性能優(yōu)異,用途廣泛,制品種類多,其中尤以PUR泡沫塑料的用量最為廣泛。
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