熱可塑性彈性體擴(kuò)鏈劑
分別以聚ε-己內(nèi)酯多元醇(PCL)、聚四氫呋喃醚二元醇(PTMG)和甲苯二異氰酸酯(TDI)為原料合成聚氨酯預(yù)聚體,分別用熱可塑性彈性體擴(kuò)鏈劑M-CDEA[4,4′-亞甲基-雙-(3-氯-2,6-二乙二基苯胺)]和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)合成聚氨酯彈性體,比較了兩種熱可塑性彈性體擴(kuò)鏈劑對(duì)聚氨酯彈性體的力學(xué)性能和耐熱性能的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與MOCA相比,由M-CDEA擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體的硬度、撕裂強(qiáng)度、回彈和耐磨性較高。DSC和TG測(cè)試結(jié)果表明:經(jīng)M-CDEA擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體的耐熱性能優(yōu)于MOCA。
聚氨酯彈性體(PUE)具有優(yōu)異的耐磨、耐溶劑和耐氧老化性能,且又具有高的抗沖擊性、撕裂強(qiáng)度和延伸率,其硬度、柔韌性和彈性可在較廣范圍內(nèi)調(diào)節(jié),在許多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)原料:聚ε-己內(nèi)酯多元醇(PCL):羥值112 56mgKOH/g;聚四氫呋喃醚二元醇(PTMG):羥值112 mg(KOH)/g; 甲苯二異氰酸酯(TDI-100),純度98%;MOCA;M-CDEA。
聚氨酯預(yù)聚體的合成。將多元醇升溫至100~110℃,真空脫水2.5h,然后將其降溫至50~60℃,加入計(jì)量好的異氰酸酯,快速攪拌,待溫度穩(wěn)定后,緩慢升溫并控制為80~85℃,并在80~85℃條件下保溫反應(yīng)2~3 h,取樣分析NCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與設(shè)計(jì)值基本相符,再真空脫泡20~30 min。密封保存待用。
聚氨酯彈性體標(biāo)準(zhǔn)試片制備。稱取一定量的預(yù)聚體(保持溫度80±5℃),在快速攪拌下加入計(jì)量好的熱可塑性彈性體擴(kuò)鏈劑,迅速攪拌均勻,澆注到預(yù)熱至120℃并涂有脫模劑的平板模具中,待達(dá)到凝膠點(diǎn)時(shí),合上模具,加壓硫化30~60min后脫模,并在100℃的烘箱中后硫化10h,即制得PUE試片。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴(kuò)鏈劑dacm,macm)
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)。
制得的聚氨酯彈性體試片,在室溫下放置一周后進(jìn)行如下物性測(cè)試。聚氨酯彈性體應(yīng)力應(yīng)變性能(拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率)測(cè)試執(zhí)行GB/T528-1998標(biāo)準(zhǔn);邵氏硬度測(cè)試按GB/T531-1999測(cè)定;撕裂強(qiáng)度測(cè)試按GB/529-1999測(cè)定;沖擊彈性測(cè)試執(zhí)行GB/T1681-1991標(biāo)準(zhǔn);阿克隆磨耗執(zhí)行GB/T1689-1998標(biāo)準(zhǔn)。
TG測(cè)試采用TG209型熱天平,升溫速率10℃·min-1,N2保護(hù),升溫范圍0℃~600℃;DSC測(cè)試采用DSC822e型差示掃描量熱儀,升溫速率10℃·min-1,N2保護(hù),升溫范圍25℃~250℃。
PTMG(數(shù)均分子量在1000到2000g/mol)和在NMP中二羥甲基丙酸(dmpa)首先要裝入帶有回流冷凝器的反應(yīng)釜。
反應(yīng)在氮?dú)獗Wo(hù)環(huán)境下在80攝氏度下進(jìn)行混合攪拌。在充分混合后,異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)要緩慢地添加到反應(yīng)的混合體系,然后反應(yīng)需要繼續(xù)進(jìn)行4小時(shí)。準(zhǔn)備的以NCO為末端的PU預(yù)聚物降溫到50攝氏度,然后中和劑(三乙胺)加入體系并且繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。
由于預(yù)聚物混合物的高粘度,需要加入25ML丙酮來(lái)稀釋體系。最后,在強(qiáng)力攪拌下水滴加到體系中來(lái)完成分散。在加完水后15分鐘后,加入APTMS和NCO末端陰離子聚氨酯預(yù)聚物分散體系繼續(xù)反應(yīng),以生成陰離子硅烷化聚氨酯分散體系。最后,在低真空60度的環(huán)境下移除丙酮,以形成一個(gè)水性均相分散體系。
純的沒(méi)有任何擴(kuò)鏈聚氨酯分散體和四亞乙基五胺擴(kuò)鏈的聚氨酯分散體也通過(guò)同樣的制備準(zhǔn)備。
分散流延膜的拉伸性能是由一個(gè)通用拉伸儀器在100mm/min的轉(zhuǎn)速下測(cè)量的。薄膜的準(zhǔn)備是由在剝離紙上的鑄塑完成的,緊接著就是要在60攝氏度下干燥5小時(shí),并且樣品要在測(cè)試前老化1周的時(shí)間。樣品標(biāo)本的制備需要把薄膜沖模到10mm寬,40mm長(zhǎng),并且握距設(shè)定在20mm。薄膜的厚度是0.5-1.00mm。
一臺(tái)TA儀器DSC Q10差示掃描量熱儀用來(lái)檢測(cè)在氮?dú)獗Wo(hù)下以30ml/min,加熱速度20℃/min在水分散體系中得到的聚氨酯預(yù)聚物的熱性能。樣品尺寸在3-10mg,保存在密封鋁鍋中。熱重分析(TGAs)是靠一臺(tái)TA儀器TGA Q50熱重分析儀操作的。
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