新型親水擴鏈劑
二羥甲基丁酸(dmba)作為新型親水擴鏈劑,結構與dmpa相似,卻能縮短了反應時(shí)間,降低能耗,節省能源,新型親水擴鏈劑性能優(yōu)越,使水性聚氨酯分散體系在皮革涂飾、膠粘劑、涂料等方面得到更加廣泛的應用。
dmpa是目前使用較廣泛的親水擴鏈劑,但dmpa熔點(diǎn)高(175~185℃),很難加熱溶解,這就需加入溶劑如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等,NMP沸點(diǎn)高,制備PU后很難除去,而dmpa在丙酮中的溶解度較小,在合成過(guò)程中需要加入大量的丙酮,脫酮過(guò)程麻煩且脫不干凈,給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)安全隱患。
曾俊等在實(shí)驗中發(fā)現,新型親水擴鏈劑dmba與dmpa在聚合物多元醇中的溶解行為受聚合物多元醇相對分子質(zhì)量影響較小,但二者的溶解溫度有很大的差別。dmpa的溶解溫度為145~150 ℃,低于此溫度,又慢慢析出,而dmba的溶解溫度為80 ℃,一旦溶解,降低溫度無(wú)析出現象。這由于dmba的熔點(diǎn)較低(Tm=108~113 ℃),而dmpa的熔點(diǎn)則較高(Tm=175~188 ℃)。
在反應活性方面dmpa體系在6 h后仍有較強的NCO基吸收峰,此時(shí)仍可看到反應瓶中有少量未溶解的dmpa。而dmba體系在5 h后NCO基吸收峰已不明顯,這說(shuō)明dmba與NCO基反應較快。
這是因為,dmba在聚合物多元醇中溶解溫度為80 ℃,而體系反應溫度也為80 ℃,整個(gè)反應在均相體系中進(jìn)行;其二是dmpa與dmba在分子結構上的差異,dmba由于碳鏈上增加一個(gè)亞甲基(—CH2),使羧基與羥基距離加大,羥基與異氰酸酯基反應的空間位阻減小。
中文名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA
中文別名:二(3-甲基-4-氨基-6-乙基)苯甲烷; 硬化劑MED; 4,4亞甲基雙(2-甲基-6-二乙基苯胺)
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應用:聚氨酯彈性體、聚脲樹(shù)脂固化劑及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
新型親水擴鏈劑dmba聚氨酯乳液膠膜的拉伸強度及斷裂伸長(cháng)率高于dmpa聚氨酯,但50%模量則較低。原因還是在于dmba的分子結構,龐大的側鏈—CH2COO—妨礙了聚氨酯硬段的聚集,硬段堆砌程度差,使硬段本身在軟段基質(zhì)中溶解程度偏高,硬段微區中硬段減少,這些因素會(huì )導致模量下降,然而,低模量會(huì )導致較大的斷裂伸長(cháng),反過(guò)來(lái)較大的斷裂伸長(cháng)又會(huì )使軟段進(jìn)一步產(chǎn)生應力結晶,結果出現較高的拉伸強度。
隨著(zhù)dmpa用量的增加,分散體的粒徑總體減小,粒徑分布變窄,穩定性增強,涂膜的拉伸強度和剪切強度提高,斷裂伸長(cháng)率降低。但dmpa含量過(guò)高將導致耐水性下降,相轉變點(diǎn)后延,使乳化過(guò)程需要更多的水,固含量大大降低。
當dmpa含量較低時(shí),乳液粘度隨dmpa含量的增大而變化不明顯,而當dmpa含量較高時(shí),隨著(zhù)親水基團含量的增加,雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導地位,乳液的粘度明顯增大。
dmba作為新型親水擴鏈劑,結構與dmpa相似,卻能縮短了反應時(shí)間,降低能耗,節省能源,其產(chǎn)品性能更加優(yōu)越,但由于價(jià)格遠高于dmpa,故工業(yè)應用較少。
根據O Lorentz的雙電層理論,乳液的粘度不受分散粒子大小的影響,而是受水合粒子大小的影響。dmpa含量越高,預聚體成鹽后與水形成水合離子穩定性就越高,同時(shí)水合離子的雙電層厚度增加、體積增大且與水分子的相互作用力增強,導致體系的粘度增加。當dmpa含量較低時(shí),乳液粘度隨dmpa含量的增大而變化不明顯,這可能與親水性基團含量的增加會(huì )導致兩個(gè)相反的結果有關(guān)。
一方面親水基團含量的增加導致親水性增強,使粒子的粒徑減??;另一方面,總離子濃度的增加,導致總雙電層厚度的增加和粒子流體動(dòng)力學(xué)體積的增加,致使粒子的粒徑增大。此外,由于親水性的增大而產(chǎn)生的顆粒水膨脹性也能使粒子的粒徑明顯增大。因此,當dmpa含量較低時(shí),親水基團含量的增加導致親水性增強使粒子的粒徑減小是主要因素,乳液粘度變化不明顯,但當dmpa含量較高時(shí),隨著(zhù)親水基團含量的增加,雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導地位,乳液的粘度明顯增大。
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