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熔体纺丝用扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-3-23 10:46:02 |
对熔体纺丝来说，熔体纺丝用扩链剂多半是一种具有伯羟基的低分子二元醇(例如乙二醇)。
由于熔体纺丝用扩链剂二元醇既是硬链段，又是软链段的基本组分部分，所以熔体纺丝用扩链剂可和大分子二元醇一起与双异氰酸酯一步反应，生成耐热性较好的可供熔体纺丝的聚氨酯。
氨纶的化学组成及结构。氨纶的优异性能首先和它具有特殊化学组成和结构有关。众所周知，氨纶的主要化学组成是聚氨基甲酸酯，但均聚的聚氨基甲酸酯纤维不但性硬，也不具有良好的弹性。氨纶的良好弹性首先是由于它是由所谓软链段和硬链段组成的嵌段共聚物组成的网络结构所致，即具有“区段”网络结构。
不同纺丝工艺和不同的共聚物形成的“区段”网络结构是不同的，具有不同的性能。
“区段”结构通过二异氰酸酯分段加聚而获得。由低分子二异氰酸酯与低分子二羟基化合物反应制得高熔点的易结晶的“硬段”，它也可能由异氰酸酯与链增长剂二胺化合物反应形成。
“软段”则为长链二羟基化合物(大分子二醇)，其分子量大部分为1500～3000，熔点在50℃以下，链段长度为15～30nm(约为硬链段长度的10倍)，且具有很低的玻璃化温度(Tg为-50～-70℃)。它又可分为聚醚二醇和聚酯二醇两类。根据分子链中软链段的聚酯型和聚醚型，聚氨酯纤维可以分为聚酯类和聚醚类两大类。
分段弹性体通常采用多段反应来形成，即首先制成一种“NCO-预聚体”，然后再进行链伸长反应。根据异氰酸的种类和用量、二醇化合物的结构(聚酯二醇和聚醚二醇两大类)和用量，以及反应条件不同，可制得多种多样的预聚体。即使在相同条件下反应，产物的组成和结构也可以是不同的，所以反应条件控制应很严格。
OCN-R-NCO为二异氰酸酯，通常是芳香族的二异氰酸酯，例如双异氰酸甲苯酯(TDI)或4，4′-甲撑二苯双异氰酸酯(MDI);HOOH为二醇化合物，例如聚醚和聚酯二醇;H2-NR ′NH2为二伯胺，大多数为乙二胺。
最后形成的聚合物是由脲基结构的硬链段通过氨基甲酸酯基(-NHCO-O-)与软链段交替相接的大分子。在这类聚氨酯弹性体中，氨基甲酸酯自身仅起一种辅助性的连接作用。生成的“聚脲氨基甲酸酯”由于脲基间可形成很多较强的氢键结合，使聚合物有很高的强度、模量和耐磨性，但由于-NH-CO-NH-基团耐热稳定性差，通常不能用熔体纺丝。
4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:
液体,安全易操作
釜中寿命长
毒性低-艾姆斯试验为阴性
流动性和附着性提高
湿度灵敏性低
可用于MDI预聚物的熟化
与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容
可用于室温熟化
硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低
TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性
MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强
在很多情况下，除了用二胺作扩链剂外，还同时使用少量的协同增长剂或其他添加剂。例如用少量1，2-丙二胺、1，3-二氨基环己烷等，可以改善弹性体的溶解性、染色性和稳定性。包括引入具有叔氨基的二元胺，就可以提高纤维对酸性染料的结合能力。
例如加入少量双-(3-氨丙基)-甲胺作协同增长剂，在分子链中可形成具有叔氨基的链段，在酸性染液中，它可以作为结合酸性染料阴离子的染座，大大改善氨纶的染色性能。协同增长剂还可改善氨纶的弹性、耐热性等性能。
总体上说，硬链段短，软链段长。硬链段起结点作用，阻止受力时分子链产生滑移，软链段间分子作用力小，易运动，链段往往弯曲不规则，是产生弹性的必要条件之一。
弹性纤维的基本结构是按照橡胶的经典弹性理论来设计的。由上可知,其分子是采用二步法形成聚氨酯嵌段共聚物,软链段在常温下受力后可以自由移动,分 子链间作用力很弱,类似于液体分子的相互作用。聚醚类的软链段是聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚四氢呋喃的聚醚链段。它们之间的作用力主要为范德华力,不能形成氢键,作用很弱。聚酯类的软链段主要是混合二元醇的聚己二酸酯,形成聚酯链段。
和聚醚相比,分子链中存在较多的酯基,作用力比 聚醚要强一些,但也不存在可相互形成氢键的基团,作用力还是不强。二步法形成的硬链段则是易结晶的氨基甲酸乙酯和脲基结构,分子链间的亚氨基和羰基可形成较强的氢键结合。
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