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聚氨酯弹性材料扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-8-30 12:05:52 |
本文介绍聚氨酯弹性材料扩链剂。
正异氰酸酯基团和含活泼氢化合物的加成缩合反应是聚氨酯分子成型的基本化学特征，尤其是对聚氨酯弹性材料而言，无论是一步法还是预聚物法，其中的化学反应几乎全部属于该类反应范畴。
聚氨酯分子的这种成型特点决定了含活泼氢化合物聚氨酯弹性材料扩链剂在其合成工艺和性能设计中的重要作用，在二异氰酸酯和低聚物二醇等大宗原材料确定的情况下，含活泼氢的聚氨酯弹性材料扩链剂是生产者根据性能和工艺要求调整配方追求最佳效果的重要选择，它参与分子的构成。
PMDA用量对PET和羧基值的影响可以看出加入PMDA可以显著提高聚酯的[η]，尤其是PMDA的质量分数在0.3%～0.5%时，产品的[η]随扩链剂用量的增加呈指数形式增长。原因是此阶段PMDA与PET发生反应，使PET链迅速增长，分子质量提高。
质量分数低于0.3%时由于PET的水解作用导致PMDA扩链效果受到限制，[η]提高速度相对缓慢。质量分数超过0.5%时会出现交联现象，机头压力升高，系统不稳定，熔解时有凝胶存在导致可测分子质量下降。因此可知PMDA的最佳质量分数为0.5%，此时产品的[η]可达到0.85dL/g。
随着PMDA用量增加，产品的羧基值先升高后降低。这是因为当PM2DA与少于4分子的PET发生反应时会产生端羧基，因此PMDA加入量较少(质量分数低于0.3%)时随着参加反应的PMDA的增加，体系中的羧基值会相应的上升。当PMDA达到一定质量之后与PET发生完全反应即1分子PMDA与4分子PET反应，此时体系中的羧基值会有所降低。
BOZ和PMDA联用时的扩链效果。PMDA可以显著提高PET的特性黏度但产品的羧基含量升高，影响其使用。BOZ对PET的扩链效果有限但可以与端羧基反应，降低体系中的羧基含量。因此理论上两者联用可以弥补各自单独使用时的不足，得到高特性黏度低羧基值的PET产品。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
聚脲
降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。
实验发现当分别加入质量分数为0.1%PMDA和0.1%BOZ时产品的[η]为0.55dL/g;加入0.3%PM2 DA和0.4%BOZ时出现交联得到[ η]为0.50dL/g的产品。因此初步确定添加质量分数为0.2%的BOZ和0.2%的PMDA。BOZ与PMDA联用时，对 PET的[ η]和羧基值的影响。
曲线趋势大体一致:[η]随扩链剂的增加先升高后降低，羧基值随扩链剂用量的增加先降低后升高。当PMDA和BOZ的质量分数均为0.2%时得到的PET产品特性黏度(0.90dL/g)最高，羧基值(25mol/t)最低。当PMDA质量分数从0.1%提高到0.2%时，[η]提高了0.3。BOZ质量分数从0.1%提高到0.2%时[η]提高了0.2dL/g左右，因此可以看出两者联用时PMDA对产品[η]的提高起主要作用，而BOZ对体系中羧基值的降低起重要作用。
这正好印证了之前的理论分析:将PMDA和BOZ联用可以得到高性能的PET产品。此条件下生产的PET产品[η]为0.9dL/g，可以用于制瓶和工程塑料等高端领域，具有广阔的市场前景。
联用时各工艺参数对PET特性黏度的影响。反应温度的影响。挤出机反应段的温度是影响反应体系黏度的一个重要参数，温度过高会引起PET及扩链剂的降解导致扩链剂失效。随着反应温度的提高，产物的[η]呈下降趋势。
因此在能满足加工的条件下应尽量降低反应温度，一方面是防止热降解，另一方面节约能源。最佳反应温度为260℃。
螺杆转速的影响。螺杆转速是决定物料在挤出机料膛中停留时间长短的物理量。转速愈高物料在料膛中的停留时间愈短。由于PET易发生水解导致其[η]下降，从这个角度讲PET在挤出机中的停留时间愈短愈好。
但是过短的停留时间又可能导致扩链剂与PET反应不完全，从而削弱扩链作用。最佳螺杆转速为45r/min，此时PET在挤出机中的 停留时间约为5min。
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