本文介绍尼龙6-聚氨酯用扩链剂。
研究尼龙6-聚氨酯用扩链剂二氨基二苯甲烷(MDA)对尼龙6-聚氨酯(Nylon6-PU)嵌段共聚物结构与性能的影响。
采用DSC技术分析不同含量尼龙6-聚氨酯用扩链剂MDA对尼龙6-PU嵌段共聚物结晶性能的影响。结果显示，随着扩链剂MDA含量的增加，熔融温度(Tm)呈先下降后上升的趋势，并出现两个峰值;共聚物力学性能数据显示，尼龙6-聚氨酯用扩链剂MDA的加入使共聚物的硬度和拉伸强度提高。
扩链反应往往与扩链剂相联系。扩链剂是指在 短时间内用于增加聚合物相对分子质量的某些低相对分子质量化合物。
扩链剂应能加快反应,可在挤出机上进行。扩链剂通常是1种双官能团化合物,很易同2种聚合物链末端的基团反应。扩链剂用量很少,一般质量分数在1%左右。扩链反应通常是指使用扩链剂等手段,在短时间内通过与2个聚合物的基团(通常在末端)相连接而增加聚合物相对分子质量的反应。
常规反应,尤其是缩聚反应,在反应后期脱去小分子(如水)困难,聚合物有时达不到所需要的相对分子质量。虽然使用固相聚合可以获得高相对分子质量,但操作麻烦,费时,不经济。因此,作为提高相对分子质量的重要方法之一,需要应用快捷、有效、在挤出机上数分钟内即可完成挤出的扩链反应。目前,扩链反应在高分子材料合成中的应用日趋广泛。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)产品用途
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。
软泡
大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。
聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。
涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体
涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。
胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。
软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。
取10mmg试验样品逐渐加热，以观察它的玻璃转变温度（Tg）。动态力学分析（DMA）用以确定储存模量（E′）和损耗因子（tan﹠），所有样品在恒温加热2℃/min的速率条件下扫描-100—200℃温度范围，由此产生E′和tan﹠显示为1HZ的频率函数。
在聚氨酯板上切出哑铃状的样品进行应力应变测试，在室温下使用日本的Shymadzu EZTest仪器配备1KN重传感器进行测试。使用的十字头温度为50mm/min。至少使用5个哑铃状的聚氨酯板样品进行测试，并且报告他们平均的力学性能。
接触角的测量（CA）使用芬兰的接触角测试仪用去离子水滴定5u上L乙烯乙二醇在不同的表面整洁的聚氨酯板上。水的接触角的测量则采用静滴法测量。CA在45—60s内测量的精度误差在±1℃。重复测试6—10次相同样品的不同试件，然后检查其准确性。
在聚氨酯橡胶与纤维的生产中，常用一些含活泼氢的化合物与异氰酸酯端基预聚物反应，致使分子链扩散延长，并呈现硬链段，这种化合物叫扩链剂。扩链剂的原理是：在生产中，常用一些含活泼氢的化合物与异氰酸酯端基预聚物反应，致使分子链扩散延长。从而实现树脂的固化成形。
异氰酸酯中二异氰酸酯在扩链反应中最为常见,主要适用于末端为羟基的聚合物的扩链。常用的二异氰酸酯有2,4或2,62甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(1,62HDI)、1,52萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等。
日本学者最近用HDI为扩链剂,使脂肪族聚酯的数均相对分子质量增加了2倍多,而聚酯的热性能扩链前后几乎没有变化。伊朗学者以过量的HDI为扩链剂,先利用聚乙二醇与之反应生成预聚体,再与布洛芬单甘油酯二醇反应,合成了含有布洛芬侧基的聚氨酯类,可使布洛芬通过酯键的断裂而 缓慢释放,延长药物的有效期。
用三官能团的异氰酸酯扩链,能形成网状结构材料。美国学者Storey等用三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)进行了该方面的尝试。同样用三官能团的羟基端预聚体,即使使用二异氰酸酯,也能得到交联的高分子。如Pitt等将甘油引发戊内酯、己内酯开环共聚后得到聚酯三醇预聚体,再用HDI扩链,合成了生物降解型交联聚氨酯。
目前,异氰酸酯扩链法在聚乳酸类生物降解高分子材料的合成中得到广泛应用。如近来有TDI合成聚乳酸类生物降解高分子作药物缓释材料和骨固定材料方面的报道。
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