增黏PBS塑料擴(kuò)鏈劑
以草酸二乙酯、乙醇胺、二氯亞砜等為原料合成了一種能對(duì)聚丁二酸丁二醇酯(PBS)增黏,改善其加工性能的增黏PBS塑料擴(kuò)鏈劑2,2’-雙(2-噁唑啉)(BOZ)。探討了工藝條件對(duì)產(chǎn)物合成的影響。
結(jié)果表明,當(dāng)乙醇胺與草酸二乙酯的摩爾比為3:1,二 氯亞砜與N,N’-二羥乙基草酰胺摩爾比為3:1,NaOH乙醇溶液濃度為2mol/L,消除反應(yīng)溫度為80℃時(shí)所得BOZ產(chǎn)率最高。
紅外光譜分析表明, 在1621.55cm^-1和1119.36cm^-1處存在-C=N-和C—O-C的伸展振動(dòng)峰,在918.68cm^-1處存在五元雜環(huán)的振動(dòng)峰,證明合成的產(chǎn)物含噁唑啉環(huán)結(jié)構(gòu)。
紫外光譜分析表明合成產(chǎn)物中存在-N=C-C=N-共軛雙鍵結(jié)構(gòu),元素分析進(jìn)一步證明合成產(chǎn)物為BOZ。通過(guò)X-射線衍射和 DSC分析知BOZ為單斜晶系,熔點(diǎn)為210℃。
對(duì)PBS的擴(kuò)鏈研究發(fā)現(xiàn)增黏PBS塑料擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈后PBS特性黏度由0.698dL/g增加到1.125dL/g,羧值含量從 56mol/10^6g降到20mol/10^6g,表明該增黏PBS塑料擴(kuò)鏈劑對(duì)PBS具有良好的擴(kuò)鏈效果。
引入聚醚后,兩種不同分子結(jié)構(gòu)和分子鏈長(zhǎng)度的軟段在聚合過(guò)程中隨機(jī)分布,分子鏈排布的規(guī)整性受到影響,軟段結(jié)晶受阻,硬段的有序程度減弱,導(dǎo)致硬段微區(qū)的氫鍵作用減弱,并削弱了鏈段之間吸引力。這也進(jìn)一步驗(yàn)證了前面的觀點(diǎn),即隨著聚醚含量的增加,硬段之間的作用力減弱,拉伸強(qiáng)度下降,但仍存在結(jié)晶。
隨著軟段中聚醚含量的增加,拉伸強(qiáng)度下降,斷裂伸長(zhǎng)率上升。這是由于在聚氨酯軟段中醚類的柔軟性高于酯類所致。另外,PBA分子鏈規(guī)整,鏈段易于結(jié)晶,在拉伸時(shí)分子鏈不容易滑動(dòng),當(dāng)軟段中混入聚醚后,PBA??PTMG混合軟段增加了分子鏈的混亂程度,在拉伸過(guò)程中軟段的結(jié)晶趨勢(shì)降低,混亂程度提高,也將導(dǎo)致強(qiáng)度下降而斷裂伸長(zhǎng)率增加。
商品名稱:環(huán)脂胺固化劑擴(kuò)鏈劑dacm,macm
化學(xué)名稱:3,3'-二甲基-4,4-二氨基二環(huán)己基甲烷
英文名:Dimethyldicyane
CAS:6864-37-5
分子式:C15H30N2
分子量:238.41
產(chǎn)品應(yīng)用:產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復(fù)合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑,風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應(yīng)用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴(kuò)鏈劑,助劑;
5、應(yīng)用于聚天門(mén)冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進(jìn)一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應(yīng)用于聚酰胺和環(huán)氧樹(shù)脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對(duì)于EEW=190環(huán)氧樹(shù)脂),可使用時(shí)間400min(25°150g)。
同時(shí),隨著聚醚含量的增加,聚酯和聚醚在軟段中的排列趨向無(wú)規(guī),這種隨機(jī)的分布排列會(huì)導(dǎo)致和硬段之間的組合錯(cuò)亂,使硬段分子鏈之間的相互作用力減小,導(dǎo)致強(qiáng)度下降而斷裂伸長(zhǎng)率增加。綜上所述,添加聚醚后,聚酯和聚醚兩種混合的軟段材料和不同的分子鏈長(zhǎng)度可以更好地吸收外界能量,顯示出較好的彈性。
隨著軟段中聚醚添加量的增加,拉伸永久變形下降,而形狀回復(fù)率增加。材料的拉伸永久變形都維持在85%~90%,形狀回復(fù)率保持在75%~80%。PBA的分子鏈規(guī)整,較PTMG更易于結(jié)晶,在拉伸取向過(guò)程中更容易產(chǎn)生應(yīng)力結(jié)晶。
當(dāng)材料發(fā)生形變后,軟段相可以保留部分結(jié)晶,使分子鏈不可能回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),所以純聚酯性的聚氨酯彈性體永久形變均較大,w(HS)為35%的拉伸永久變形率為95%。當(dāng)軟段中添加聚醚后,無(wú)規(guī)的軟段分子鏈排布導(dǎo)致軟段結(jié)晶遭到破壞,當(dāng)溫度降至Tg以下時(shí),軟段無(wú)法形成結(jié)晶固定形變,從而導(dǎo)致材料保持永久形變的能力下降。
聚醚加入后,PTMG由于分子量小,活動(dòng)能力強(qiáng),在70攝氏度(Tg+20)能夠充分運(yùn)動(dòng),伸展的軟段分子可以更有效地吸收外界應(yīng)力,使分子鏈較大程度的回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),因此材料的永久變形小,形狀回復(fù)率增加。
當(dāng)軟段選用的是純聚酯PBA時(shí),聚酯易于水解,水解后導(dǎo)致部分高分子鏈段斷裂、強(qiáng)度下降,最終使樣品水解后的強(qiáng)度損失較大。添加聚醚以后,由于聚醚的耐水解性優(yōu)于聚酯,強(qiáng)度損失減小,故聚醚的添加可改善聚氨酯彈性體的水解性。
隨著聚醚含量的增加,水解后的強(qiáng)度損失減少。聚醚添加量從0增加到4%時(shí),強(qiáng)度損失由19.5%減少到7%,耐水解性能在很大程度上得到提高。聚氨酯彈性體在應(yīng)用時(shí),材料的力學(xué)性能也是考慮前提,當(dāng)聚醚含量在4%~5%時(shí),材料除具有較好的耐水解性能外,也具有較好的力學(xué)性能。
當(dāng)w(HS)為31%~35%時(shí),材料的力學(xué)性能較優(yōu),形狀回復(fù)率可以達(dá)到78%~85%,當(dāng)w(HS)為35%左右時(shí),形狀回復(fù)率最高。
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