聚氨酯材料制品擴鏈劑
聚氨酯制品品種繁多、形態(tài)各異,影響各種聚氨酯制品性能的因素很多,這些因素之間相互有一定的聯(lián)系。對于聚氨酯彈性體材料、泡沫塑料,性能的決定因素各不相同,但有一些共性。
聚氨酯由長鏈段原料與短鏈段原料聚合而成,是一種嵌段聚合物。一般長鏈二元醇構成軟段,而硬段則是由多異氰酸酯和聚氨酯材料制品擴鏈劑構成。軟段和硬段種類影響著材料的軟硬程度、強度等性能。
聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等長鏈多元醇與多異氰酸酯、聚氨酯材料制品擴鏈劑或交聯(lián)劑反應而制成。聚氨酯的性能與其分子結構有關,而基團是分子的基本組成成分。通常,聚合物的各種性能,如力學強度、結晶度等與基團的內聚能大小有關。聚氨酯材料制品擴鏈劑在其中起到了重要的作用。
聚氨酯分子中,除含有氨基甲酸酯基團外,不同的聚氨酯制品中還有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、縮二脲、芳環(huán)及脂鏈等基團中的一種或多種。各基團對分子內引力的影響可用組分中各不同基團的內聚能表示,基團的內聚能(摩爾內能)。
酯基的內聚能比脂肪烴和醚基的內聚能高;脲基和氨基甲酸酯基的內聚能高,極性強。因此聚酯型聚氨酯的強度高于聚醚型和聚烯烴型,聚氨酯-脲的內聚力、粘附性及軟化點比聚氨酯的高。
聚氨酯材料的結晶性、相分離程度等與大分子之間和分子內的吸引力有關,這些與組成聚氨酯的軟段及硬段種類有關,也即與基團種類及密集程度有關。
氫鍵存在于含電負性較強的氮原子、氧原子的基團和含H原子的基團之間,與基團內聚能大小有關,硬段的氨基甲酸酯或脲基的極性強,氫鍵多存在于硬段之間。據(jù)報道,聚氨酯中的多種基團的亞胺基(NH)大部分能形成氫鍵,而其中大部分是NH與硬段中的羰基形成的,小部分與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應用: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
與分子內化學鍵的鍵合力相比,氫鍵是一種物理吸引力,極性鏈段的緊密排列促使氫鍵形成;在較高溫度時,鏈段接受能量而活動,氫鍵消失。氫鍵起物理交聯(lián)作用,它可使聚氨酯彈性體具有較高的強度、耐磨性。氫鍵越多,分子間作用力越強,材料的強度越高。
結構規(guī)整、含極性及剛性基團多的線性聚氨酯,分子間氫鍵多,材料的結晶程度高,這影響聚氨酯的某些性能,如強度、耐溶劑性,聚氨酯材料的強度、硬度和軟化點隨結晶程度的增加而增加,伸長率和溶解性則降低。對于某些應用,如單組分熱塑性聚氨酯膠粘劑,要求結晶快,以獲得初粘力。某些熱塑性聚氨酯彈性體因結晶性高而脫???。結晶聚合物經(jīng)常由于折射光的各向異性而不透明。
若在結晶性線性聚氨酯中引入少量支鏈或側基,則材料結晶性下降,交聯(lián)密度增加到一定程度,軟段失去結晶性,整個聚氨酯彈性體可由較堅硬的結晶態(tài)變?yōu)閺椥暂^好的無定型態(tài)。在材料被拉伸時,拉伸應力使得軟段分子基團的規(guī)整性提高,結晶性增加,會提高材料的強度。硬段的極性越強,越有利于材料的結晶。
分子內適度的交聯(lián)可使聚氨酯材料硬度、軟化溫度和彈性模量增加,斷裂伸長率、永久變形和在溶劑中的溶脹性降低。對于聚氨酯彈性體,適當交聯(lián),可制得機械強度優(yōu)良、硬度高、富有彈性,且有優(yōu)良耐磨、耐油、耐臭氧及耐熱性等性能的材料。但若交聯(lián)過度,可使拉伸強度、伸長率等性能下降。
聚氨酯化學交聯(lián)一般是由多元醇(偶爾多元胺或其它多官能度原料)原料或由高溫、過量異氰酸酯而形成的交聯(lián)鍵(脲基甲酸酯和縮二脲等)引起,交聯(lián)密度取決于原料的用量。與氫鍵引起的物理交聯(lián)相比,化學交聯(lián)具有較好的熱穩(wěn)定性。
保護端基法。在聚氨酯乳化前,用特定的封閉劑如酚類將預聚體的端—NCO基保護起來,制成一種封閉式聚氨酯預聚體,使其失去活性,然后加入擴鏈劑、交聯(lián)劑在水中分散制成乳液,應用時加熱解封。
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