本文介绍水性聚氨酯共扩链剂。
以3，6-二氧杂-1，8-辛烷二硫醇（BOODT）、乙二胺（EDA）为二羟甲基丙酸（DMPA）的水性聚氨酯共扩链剂分别制备了两种水性聚氨酯分散液WPUS和WPUN。通过红外光谱（FT-IR）对两种水性聚氨酯结构进行了表征，同时探讨了这两种扩链剂对分散液稳定性及聚氨酯胶膜热稳定性、吸水率、力学性能的影响。
水性聚氨酯共扩链剂实验结果表明，WPUS的贮存稳定性较WPUN的好，WPUS膜的热稳定性较WPUN膜好，WPUS膜的吸水率及拉伸强度低于WPUN膜的，而其断裂伸长率及拉伸剪切强度高于WPUN膜的。
带有羧基阴离子的亲水基团分布在乳胶粒表面朝向水中；由于粒子的布朗运动，正负离子相伴在粒子表面形成双电层，使得水合离子能够稳定地分散在水中，致使乳液稳定。随着亲水基团含量的增加，乳液外观发生明显的变化，这是WPU粒子粒径变化的宏观表现所致（即粒径大、阻碍了光线的通过，乳液外观呈发白现象；当分散粒子大小达到纳米级别时，光线可以绕过WPU粒子继续前进，乳液外观呈透明、蓝光现象）。
根据O Lorentz的双电层理论，乳液的粘度不受分散粒子大小的影响，而是受水合粒子大小的影响。DMPA含量越高，预聚体成盐后与水形成水合离子稳定性就越高，同时水合离子的双电层厚度增加、体积增大且与水分子的相互作用力增强，导致体系的粘度增加。
当DMPA含量较低时，乳液粘度随DMPA含量的增大而变化不明显，这可能与亲水性基团含量的增加会导致两个相反的结果有关。一方面亲水基团含量的增加导致亲水性增强，使粒子的粒径减小；另一方面，总离子浓度的增加，导致总双电层厚度的增加和粒子流体动力学体积的增加，致使粒子的粒径增大。
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。
此外，由于亲水性的增大而产生的颗粒水膨胀性也能使粒子的粒径明显增大。因此，当DMPA含量较低时，亲水基团含量的增加导致亲水性增强使粒子的粒径减小是主要因素，乳液粘度变化不明显，但当DMPA含量较高时，随着亲水基团含量的增加，双电层厚度增加和水溶胀性因素占主导地位，乳液的粘度明显增大。
红外光谱用于研究聚氨酯弹性体硬链段的结构差异。聚氨酯弹性体的红外研究主要集中在两个主要的振动区域：一个是N—H伸缩振动（3,200–3,500 cm-1），另一个是C=O伸缩振动（1,690–1,730 cm-1）。由于存在一个提供N—H键和受体C=O键，所以聚氨酯弹性体可以形成多种氢键。这些频段已经被广泛应用于表征氢键的聚合物并进行相关的微相分离。众所周知，具有N–H键的聚氨酯，N–H和C=O出现在低频段的概率少于N—H键的聚氨酯。
在新型聚氨酯弹性体的情况下，在3,300 cm-1处出现一个单一的N-H键，大部分N-H键是含有氢键。在DHD型的聚氨酯，N-H吸收峰在3,330 cm-1时出现，表明多较低的倾向聚氨酯弹性体形成氢键，这是由于一个立体的DHD出现的支链所造成的热阻效应[22–24]。交联的聚氨酯弹性体显示扩大区域的吸收峰在3,300 cm-1处，这表明氢键之间的硬链段和软链段程度低。
对于热稳定性的测试，热重分析被认为是最好的方法。各种扩链剂的聚氨酯弹性体的热重分析。PU1，PU2，PU3的重量损失非常缓慢，直到300℃，其次是重量损失的增加是在450—500℃.对于PU4，PU5，PU6来说，重量损失的增加是在250℃.在温度范围为300—500℃时发现，失重曲线DHD–PU彼此之间相似。而HEG-聚氨酯的表现从和其他曲线有差异。
pu4，pu5，和pu6的热重数据揭示不同结构的硬链段的退化过程，加入CO的聚氨酯，最快损失是在250℃.而基于甘氨酸，损失最快是在350℃. 基于对CO的PU重量损失发生在温度较低的地方，这是根据CO链存在的塑化效果。在化学结构的PU HEG存在（直链在延长和高量在PU链的氢键）的结果从250到235℃开始降解。它的主要降解过程可以在温度为400℃左右的情况下观察到。
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