聚氨酯脲彈性體擴(kuò)鏈劑
控制TDI-100的加入量使預(yù)聚體中NCO基團(tuán)過量,加入三聚催化劑,生成異氰脲酸酯基團(tuán)。改變聚氨酯脲彈性體擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈系數(shù)(即改變聚氨酯脲彈性體擴(kuò)鏈劑的加入量),合成出一系列的聚氨酯脲彈性體。
預(yù)聚體NCO基團(tuán)含量為4%的聚氨酯脲彈性體的紅外光譜圖。合成的聚氨酯脲彈性體內(nèi)可能存在異氰酸酯、二聚體、異氰脲酸酯、碳化二亞胺等結(jié)構(gòu)。未出現(xiàn)異氰酸酯吸收峰(2250~2270cm―1)、碳化二亞胺吸收峰(2130cm―1 )、二聚體吸收峰(1755~1780cm―1 ),在1719cm―1和1417cm―1處出現(xiàn)異氰脲酸酯吸收峰,因而可以定性確知所制材料是含有聚異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯脲彈性體。
擴(kuò)鏈系數(shù)對(duì)異氰脲酸酯改性PUU性能影響。擴(kuò)鏈系數(shù)f是擴(kuò)鏈劑(MOCA)中氨基的數(shù)量與預(yù)聚體中NCO的數(shù)量的比值,實(shí)際操作中由于微量的水分及空氣中濕氣消耗NCO基團(tuán),通常擴(kuò)鏈系數(shù)在小于1時(shí)彈性體性能達(dá)到最佳值。異氰脲酸酯能夠提高聚氨酯脲彈性體的耐熱性,但同時(shí)對(duì)聚氨酯脲彈性體的其他性能有一定的影響。
通過改變擴(kuò)鏈系數(shù),考察異氰脲酸酯改性的聚氨酯脲彈性體力學(xué)性能的變化規(guī)律,隨著擴(kuò)鏈系數(shù)的增加,拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度先增加后減少,當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)為0 8時(shí)均達(dá)到最大值,分別為27?64MPa和90kN?m―1。當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)為0?8時(shí),NCO基團(tuán)和擴(kuò)鏈劑中氨基當(dāng)量配比達(dá)到最佳值,分子量較大,硬段含量較高,分子鏈規(guī)整性好,拉伸和撕裂時(shí)大分子鏈可發(fā)生取向,因而彈性體的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度達(dá)到最大值;
當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)低于0?8時(shí),NCO基團(tuán)過量較多,雖然可進(jìn)行三聚反應(yīng),生成異氰脲酸酯基團(tuán),形成一定的化學(xué)交聯(lián),但大分子平均相對(duì)分子量仍然太小,拉伸時(shí)大分子鏈發(fā)生取向程度低,試片較軟,拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較低;當(dāng)擴(kuò)鏈系數(shù)大于0?8后,硬段含量較高,大分子平均相對(duì)分子量增大,試片較硬,但由于MOCA過量及引起的增塑效應(yīng),降低彈性體內(nèi)的化學(xué)交聯(lián)度及氫鍵強(qiáng)度,引起拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度降低。
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.
英文名稱:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)
CAS號(hào):19900-72-2
分子式: C19H26N2
隨著擴(kuò)鏈系數(shù)f的增加,100%定伸應(yīng)力在f=0?6時(shí)達(dá)到極大值6?23MPa。擴(kuò)鏈系數(shù)較低時(shí),由于NCO基團(tuán)過量較多,異氰脲酸酯引起的化學(xué)交聯(lián)對(duì)彈性體的定伸模量貢獻(xiàn)較大,因此,100%定伸應(yīng)力在較低的f=0?6時(shí)達(dá)到最大值。
但是如果擴(kuò)鏈系數(shù)太低,大分子平均相對(duì)分子質(zhì)量太小,定伸應(yīng)力不高;當(dāng)f>0?6,硬段含量較高,化學(xué)交聯(lián)逐漸減少,引起100%定伸應(yīng)力有所下降。擴(kuò)鏈系數(shù)對(duì) PUU硬度的影響曲線可以看出:在f<0?6,PUU硬度增幅較平緩,f>0?6,硬度迅速提高。這可能是由于f>0?6后,隨著擴(kuò)鏈劑的增加,分子量增大,硬段含量增加,所以硬度提高較快。
隨著擴(kuò)鏈系數(shù)的增加,聚氨酯脲彈性體的扯斷伸長率不斷增大。彈性體的扯斷伸長率與交聯(lián)密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量、大分子間作用力等有關(guān),交聯(lián)密度越小,扯斷伸長率越大,而平均相對(duì)分子質(zhì)量大、大分子間作用力弱,可使彈性體的扯斷伸長率增大。
擴(kuò)鏈系數(shù)對(duì)PUU扯斷伸長率的影響規(guī)律,其原因可能是隨著擴(kuò)鏈系數(shù)增大,NCO基團(tuán)相對(duì)量減少,過量NCO基團(tuán)三聚生成異氰脲酸酯基團(tuán)引起的交聯(lián)密度減小,PUU平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,并且由于過量的MOCA的增塑效應(yīng),大分子間氫鍵減弱,因而PUU扯斷伸長率單調(diào)增大。
當(dāng)前聚氨酯在紡織領(lǐng)域主要應(yīng)用于織物的涂層,用于生產(chǎn)皮革、服裝面料等,其性能改善的重點(diǎn)在于產(chǎn)品的防水透氣功能方面,而采用形狀記憶聚氨酯能使制品的透氣性可根據(jù)溫度來控制,最大程度滿足穿著者舒適性的要求。
從已開發(fā)的形狀記憶功能材料方面來看,其恢復(fù)形狀的溫度不夠精確,即在紡織品的實(shí)際使用中,如何實(shí)現(xiàn)在人體溫度范圍內(nèi),達(dá)到能控制形狀記憶聚氨酯的形狀記憶行為及其透氣性機(jī)理(即控制形狀記憶聚氨酯分子之間的間距依體溫變化,從而實(shí)現(xiàn)透氣調(diào)溫功能),以及具體的生產(chǎn)工藝還有待于進(jìn)一步的研究??偟恼f來,形狀記憶聚氨酯在紡織領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,它為生產(chǎn)功能性高附加值紡織品提供了一種手段。
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