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偶氮水性聚氨酯扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2018-5-3 20:05:11 |
聚氨酯的特征吸收峰分别位于3334cm-1(νN-H)、2856-2949cm-1(νCH2andνCH3)、1714cm-1(νC＝O)和1114cm-1(νC-O-C)处；在偶氮型阴离子水性聚氨酯谱图中，不仅可看出聚氨酯的所有特征吸收峰，还显示出1570cm-1和1415cm-1(偶氮化合物结构中苯环)处的特征吸收峰，说明偶氮水性聚氨酯扩链剂在合成制备聚氨酯时已完全参与了反应。
偶氮水性聚氨酯扩链剂制成的偶氮阴离子水性聚氨酯PU2分子链中的偶氮生色团部分具有典型的光致构型异构特性。偶氮阴离子水性聚氨酯乳液PU2在波长365nm、辐射照度为6mW/cm2的光照下由于偶氮苯结构部分的反式异构体向顺式异构体的构型转变而引起的443nm左右处吸光度的改变。
随着照射时间的延长，443nm左右处的吸光度值逐渐减小；照射0-10分钟内，吸光度值迅速减小；约在16分钟后，吸光度变化很小，在第34分钟时乳液的表观颜色从刚照射时的橙黄色转变为无色，吸光度基本不再发生变化。
自乳化过程后，带有亲水基团的偶氮组分位于聚氨酯乳球外部，即具有强亲水性磺酸盐结构的偶氮单体单元分布在乳球粒子表面形成稳定的双电层结构，通过紫外光照射，极短的时间内反式构型的偶氮苯全部转变为顺式构型，顺反异构化效率达到100％。
停止照射后，由于分子热运动，偶氮苯结构部分处于能量较高状态的顺式异构体又逐渐向反式异构体转变，这种可逆的顺-反异构变化最终又使乳液的表观颜色从无色转变为橙黄色。该实验说明偶氮水性聚氨酯扩链剂制备的偶氮聚氨酯分子链中的偶氮生色团具有典型的光致构型异构特性，并具有100％的异构化效率。
中文名：2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA)；二羟甲基丙酸,
英文名：2,2-Dimethylol Propionic Acid；DMPA
中文别名：α，α-双羟甲基丙酸,
分子式：C5H10O4
分子量：134.13
C A S 号：4767-03-7
2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂DMPA)用途：DMPA是一种既有羟基又有羧基基团， 多功能受阻的二元醇分子，自由酸基团在与碱中和后，能积极提高树脂的水溶性或分散性能；引入极性基团，改进涂料的附着力和合成纤维的染色性能；增加镀膜的碱溶性。DMPA是一种多用途的有机原料。本产品在水性聚氨酯制造中既是扩链剂，又能使聚氨酯获得自乳化性能，可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯；还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂，是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品；用作改进聚酯树脂的添加剤；用作制造光敏树脂和液晶的原料；用于环氧酯涂料、聚氨酯弹性体及粉末涂料；用于制造磁性记录材料及其粘合剂，以生产录音磁带、录像磁带、计算机磁带、数据记录磁带和磁卡等。
取一定量的偶氮水性聚氨酯乳液倒入干净玻璃板上，放到水平处放置一周，让乳液中的水分缓慢挥发，然后放入烘箱中60℃干燥两天至恒重，制成偶氮水性聚氨酯乳球膜，其厚度在100-120μm之间。偶氮型阴离子水性聚氨酯膜(PU1，PU2，PU3和PU4)，聚氨酯薄膜在受到365nm紫外光照射20分钟后，薄膜的接触角均减小。
聚合物膜作在365nm紫外光照下处理10分钟后，接触角从81.31°减小为77.84°。乳球膜在365nm紫外线照射后，由于顺式结构的形成，反式偶氮苯的顺式异构化作用分子与偶极矩变化和结构重排作用，导致静态水接触角减小。
偶氮双键的构型从反式转变成顺式构型，这就导致了乳球粒子粒径的改变，说明该乳液有很好的紫外光响应性。由于偶氮基团位于聚氨酯侧链，在形成水性聚氨酯乳液的自乳化过程中，偶氮功能单元分布在乳球粒子形成的双电层结构表面，紫外光可以很容易照射到位于双电层表面的偶氮功能基团并发生顺反异构效应。
同时，从分子堆积的角度来看，偶氮双键的反式构型更容易形成更加紧密的堆积方式。而顺式结构则反之。所以，在经过紫外光照射以后，乳液粒子的粒径增加，同时粒径分布变宽。
如保持其他条件不变，将BAPBDA全部替代DMPA(摩尔比替换)同样可以得到偶氮型阴离子水性聚氨酯乳液PU4。如保持其他条件不变，按照配方比例，调节BDO与BAPBDA的物质的量之比，制得不含BAPBDA的水性聚氨酯PU0和BAPBDA含量分别为0.51％和1.53％的阴离子偶氮水性聚氨酯PU1、PU3。wt％为BAPBDA占水性聚氨酯中非水性非溶剂性物质质量的百分比。
如保持其他条件不变，可通过调节PTMG、IPDI、DMPA与BAPBDA的物质的量之比，得到BAPBDA在水性聚氨酯中非水性非溶剂性物质中含量不同(0.2-20.87％)的侧链偶氮型阴离子水性聚氨酯乳液。
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