聚氨酯擴(kuò)鏈劑對性能的影響
聚氨酯擴(kuò)鏈劑對性能的影響實(shí)驗(yàn)步驟:分別以MOCA、DMTDA、BDO為擴(kuò)鏈劑與PPO按摩爾比12∶9配成B組分,與同一批的預(yù) 聚物[w(—NCO)=13%]反應(yīng)制備RIM聚氨酯彈性體。
聚氨酯擴(kuò)鏈劑對性能的影響實(shí)驗(yàn)可知,由DMTDA制備的彈性體與MOCA制備的彈性體在力學(xué)性能上基本相同,而在反應(yīng)速度上DMTDA則表現(xiàn)出了反應(yīng)活性高的優(yōu)勢,4min內(nèi)即可脫模;MOCA則由于結(jié)構(gòu)中—NH2基鄰位Cl原子的空間位阻效應(yīng)和電子誘導(dǎo)效應(yīng)而導(dǎo)致其活性降低,固化時間長,不適合RIM工藝。
聚氨酯擴(kuò)鏈劑對性能的影響實(shí)驗(yàn)顯示,與胺類擴(kuò)鏈劑相比,由脂肪族擴(kuò)鏈劑BDO制備的彈性體則強(qiáng)度較差,這是因?yàn)榘奉悢U(kuò)鏈劑與二異氰酸酯反應(yīng)生成得脲基的極性比由二醇擴(kuò)鏈劑得到的氨酯基的極性強(qiáng),相應(yīng)的剛性鏈段也易聚集在一起形成硬段,從而氫鍵更多,性能更好。
硬段含量對彈性體性能的影響。半預(yù)聚物法制備聚氨酯彈性的過程中,通過調(diào)節(jié)B組分中擴(kuò)鏈劑、聚醚的配比可制得不同硬段含量的聚氨酯彈性體。以w(—NCO)=13%的L-MDI/PPO預(yù)聚體為A組分,分別同DMTDA/PPO質(zhì)量比為1/8、2/8、3/8、4/8、5/8 的B組分反應(yīng)。
隨著硬段含量增加,彈性體的硬度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均隨著硬段含量的增加而增加,扯斷伸長率則降低。這歸因于DMTDA中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)及其—NH2與異氰酸酯(—NCO)反應(yīng)生成具有較高內(nèi)聚能和極性的脲基結(jié)構(gòu)。
脲基作為硬段和軟段聚醚具有不相容性,導(dǎo)致聚氨酯結(jié)構(gòu)上發(fā)生微相分離。隨著硬段含量增加極性基團(tuán)增多,硬段間形成大量氫鍵,分子間作用力增大,微相分離程度提高。
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、聚脲樹脂固化劑及環(huán)氧樹脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA特性:
分子量:282.4231
密度:1.039g/cm3
熔點(diǎn):85 °C
沸點(diǎn):443.1°C at 760 mmHg
同時,硬段微區(qū)逐漸形成結(jié)晶,并且結(jié)晶度隨硬段含量的增加而逐漸提高。硬相不溶于軟相中,而是分布其中,形成一種不連續(xù)的微相結(jié)構(gòu),在軟段中起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用,并起增強(qiáng)作用,使彈性體的性能得到提高。
異氰酸酯指數(shù)對彈性體性能的影響。采用同一批L-MDI/PPO[w(—NCO)=13%]為A組分,DMTDA/PPO(質(zhì)量比為3/8)為B組分合成了彈性體,比較了不同異氰酸酯指數(shù)(R)對彈性體性能的影響。R即n(—NCO)與 n(—OH)和n(—NH2)(活性氫)和之比。
當(dāng)R值由0.9增至1.0時,彈性體的硬度增加,扯斷伸長率降低,拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度明顯增加。這是因?yàn)樵赗小于1.0時,反應(yīng)體系中—OH和—NH2過量,且—NH2活性高,導(dǎo)致部分聚醚未參加反應(yīng),在體系中起到內(nèi)增塑作用,使制品硬度降低,強(qiáng)度下降。
當(dāng)R值達(dá)到1.05時,—OH和—NH2全部反應(yīng),且過量的 —NCO基團(tuán)和氨基甲酸酯反應(yīng)生成脲基甲酸酯基,適當(dāng)交聯(lián),彈性體性能得到進(jìn)一步提高;而當(dāng) R值達(dá)到1.1時,形成過多脲基甲酸酯鍵,交聯(lián)過度,增大了剛性鏈間的距離,妨礙了剛性鏈的氫鍵結(jié)合,使大分子鏈間的聚集作用得到減弱,導(dǎo)致彈性體扯斷伸長率大幅度下降。
催化劑用量對彈性體性能的影響。半預(yù)聚物法制備聚氨酯彈性體時,由于聚醚中—OH/—NCO的反應(yīng)活性遠(yuǎn)不如擴(kuò)鏈劑中的—NH2/—NCO,需添加有機(jī)錫類催化劑DBTDL使軟硬段反應(yīng)平衡。表5為催化劑用量對彈性體性能的影響。
當(dāng)催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.1%增至0.4%時,彈性體的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率及 撕裂強(qiáng)度得到了一定程度的提高,這是因?yàn)樵诰郯滨シ磻?yīng)中—NCO/—NH2反應(yīng)速度大大快于—NCO/—OH的反應(yīng)速度,硬段反應(yīng)過快會造成硬段過早從軟段中分離出來,從而使彈性體表現(xiàn)出脆性。有機(jī)錫類催化劑DBTDL對—NCO/-OH的反應(yīng)有強(qiáng)催化作用,而對—NCO/—NH2的反應(yīng)無明顯催化作用。
添加DBTDL在一定程度上平衡了軟硬段間的反應(yīng)速度,有利于硬段均勻地分散在軟段中,起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用,從而提高了彈性體性能。催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.4%后對性能影響不大,這是因?yàn)檐浂畏磻?yīng)速度已達(dá)極限。
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