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耐热聚氨酯用扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-3-2 15:06:40 |
本文介绍如何合成一种新型耐热聚氨酯用扩链剂，研究了用聚酯、TDI、3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺(MOCA)4，4’二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)扩链剂制备聚氨酯弹性体(PUE)的方法，讨论了合成工艺。
介绍了耐热聚氨酯用扩链剂BMI-MOCA硫化聚氨酯弹性体的性能，探讨了BMI-MOCA的适用性及其优缺点.采用BMI-MOCA为扩链剂容易合成高硬度、耐温性好的聚氨酯弹性体.新的耐热聚氨酯用扩链剂剂配方设计，提供了更为广泛的选择性。
聚氨酯弹性体(PUE)具有优良的物理、机械性能，几乎能用任何一种常规塑料成型工艺进行加工，在国民经济的各个领域得到广泛应用.然而聚氨酯的耐热性能不佳，材料在100℃以上软化，长期使用会导致材料变形，使其应用受到一定的限制.因此，改善聚氨酯的耐热性，一直是PUE领域十分活跃的研究课题.
聚氨酯的结构由软段和硬段交替而成，由于软段和硬段的不相容而使共聚物的聚集态分离成软段区和硬段区，二相结构分离的愈好，PUE的综合性能愈好，其高温强度和高温模量也愈大;另外，刚性链段、交联均有利于提高PUE的耐热性，也可以说，提高软、硬段的耐热性均有利于改善 PUE的耐热性.
本文研究了一种新型耐热聚氨酯浇注型弹性体适用的扩链剂，通过4，4’二苯甲烷双马来酰 亚胺(BMI)与3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺(MOCA)反应的产物作为PUE的扩链剂，合成了高硬度、耐温性好的聚氨酯弹性体;并对其物理、机械性能作了初步探讨.新型扩链剂的研究，为发展弹性体新品种打下基础，对PU的配方设计具有指导意义。
实验原材料：3，3’二氯4，4’二苯基甲烷二胺:工业品;4，4’二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI):工业品，外观为淡黄色粉末，熔点为148～156℃;聚已二酸乙二醇 酯:CP级，M{n=2000，官能度fγn=2.00;2，4(2，6)甲苯二异氰酸酯(TDI):AR级。
MDBA是4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,是一种液体仲二胺, 由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几乎能与任何多元醇和多元胺混合。
扩链剂的合成。在备有温度计，回流冷凝器，加料漏斗和电动搅拌器的四口烧瓶中，先加入MOCA，升温熔化后加入BMI(二者摩尔比为1:2)，将物料加热到120～140℃保温反应0.45～1h，反应完毕，将反 应物冷却至室温，粉碎，得到黄色固体粉末。
预聚物的制备。将预处理的聚酯，在搅拌下升温到100～120℃，抽真空脱水2～3h，降温后加入化学计量的 TDI反应1～2h，冷却至室温，出料，密闭存放。
试样的制备。将已加热脱过泡的预聚物加入到反应器中，升温到100～110℃，再加入熔融的扩链交联剂，搅拌2～5min，经真空脱泡后，倒入已预热至100～120℃的聚四氟乙烯的模具中，然后在110～130℃硫化3h，脱模即得制品.。
性能测试方法。TA TG分析:分析采用TAS 100综 合热分析仪，氛围为空气，升温速率为10℃ min，测试树脂的热效应和失重情况 .b.力学性能:采用设备为INSTRONMODSB41材料试验 机，拉伸强度测试参照GB T528-98标准进行；回弹性测试参照GB T1681-91标准进行;撕裂强度测试参照GB T529-91标准进行;邵尔A硬度测试参照GB T531-92标准进行.c.耐热老化性能测定:将标准试样在热空气老化箱内，于150℃下，放置3天，取出后，在室温下测定物理性能，与老化前的性能值相比，分别得到拉伸强度保留率、伸长率保留率。
BMI-MOCA与MOCA的用量对PUE性能的影响MOCA作为扩链剂，PU弹性体的硬度高，机械性能好;但采用聚酯TDI体系，弹性体的耐热性不是很好;MOCA易氧化变质，降低了制品的性能;且MOCA进行浇注的釜中寿命短(几十秒到几分钟)，操作不方便[3，4].这就需要开发新的、合成操作方便、性能优良的扩链剂。
本实验将MOCA先扩链BMI，旨在利用MOCA扩链的PU弹性体具有良好的机械性能，在此基础上，引入耐热的BMI结构单元来改善耐热性，本工作以聚酯与TDI反应合成的预聚体(异氰酸酯基团质量分数为5.2%)。
文章版权：张家港雅瑞化工有限公司
4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA) http://www.yaruichemical.com |
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