TPU(聚氨酯)擴鏈劑
彈性體的制備均采用預聚體法。預聚物合成:將TPU(聚氨酯)擴鏈劑在100~120條件下真空脫水2~3h,然后冷卻至50~60,將計量并熔化的二異氰酸酯在快速攪拌下迅速加入,自動(dòng)升溫30~40min,并在80~85條件下保溫反應2~3h,取樣分析NCO的質(zhì)量分數與設計值基本相符,再真空脫泡20~30min。密封保存待用。
稱(chēng)取一定量的預聚體,邊攪拌邊加熱,升至一定溫度,真空脫泡1~2min,將計量并熔化的TPU(聚氨酯)擴鏈劑在快速攪拌下加入,迅速攪拌TPU(聚氨酯)擴鏈劑約1min,澆注到預熱并涂有脫模劑的平板模具中,待達到凝膠點(diǎn)時(shí),加壓硫化30~60min后脫模,并在110~120的烘箱中后硫化8~16h即得所需彈性體試片。
性能測試制得彈性體的試片,在室溫下放置一周后進(jìn)行如下物性測試。
(1)應力應變性能(拉伸強度、扯斷伸長(cháng)率及扯斷永久變形)執行GB/T52892標準;撕裂強度執行GB/T52991標準;邵氏硬度執行GB/T53192標準;沖擊彈性執行GB/168182標準。
(2)TGA分析采用TGDTA92分析儀。樣品質(zhì)量約30mg,在N2中升溫速率10/min,溫度范圍為0~550。
聚氨酯熱塑性彈性體有聚酯型和聚醚型兩類(lèi),白色無(wú)規則球狀或柱狀顆粒,相對密度1.10~1.25,聚醚型相對密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化溫度為100.6~106.1℃,聚酯型玻璃化溫度108.9~122.8℃。聚醚型和聚酯型的脆性溫度低于-62℃,聚醚型耐低溫性能優(yōu)于聚酯型。
特點(diǎn)
聚氨酯熱塑性彈性體突出的特點(diǎn)是耐磨性?xún)?yōu)異、耐臭氧性極好、硬度大、強度高、彈性好、耐低溫,有良好的耐油、耐化學(xué)藥品和耐環(huán)境性能,在潮濕環(huán)境中聚醚型酯水解穩定性遠超過(guò)聚酯型。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dacm,macm)
熔點(diǎn):-7- -1℃
沸點(diǎn):347℃
閃點(diǎn):173℃
相對密度:0.945
產(chǎn)品應用:產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑,風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴鏈劑,助劑;
5、應用于聚天門(mén)冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進(jìn)一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應用于聚酰胺和環(huán)氧樹(shù)脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對于EEW=190環(huán)氧樹(shù)脂),可使用時(shí)間400min(25°150g)。
合成方法
TPU的合成方法按有無(wú)溶劑可分為兩類(lèi): 無(wú)溶劑的本體聚合法和有溶劑的溶液聚合法。本體聚合按反應步驟又可分為一步法和預聚體法。一步法是將低聚物二元醇、二異氰酸酷和擴鏈劑同時(shí)混合生成。一步法工藝簡(jiǎn)單, 操作方便, 但其反應熱難以排除, 易產(chǎn)生副反應。李凡等用一步法合成了聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體, 首先在反應器中稱(chēng)取配方量的聚酯多元醇和擴鏈劑, 丁二醇, 升溫至120℃真空脫水。迅速加入已預熱的快速攪拌均勻, 倒入已預熱的容器中, 于120℃真空焙烘,再降溫至100℃烘得淺黃色半透明聚氨酯產(chǎn)物, 之后在平板壓機上壓制成試片,制備的TPU具有較高的力學(xué)性能和阻尼性能。
預聚體法是將低聚物二元醇和二異氰酸酯先反應,在少量催化劑條件下與干燥的擴鏈劑合成。預聚體法在制作中的工藝過(guò)程較復雜,耗能高,制成的預聚體粘度大,增加了工藝操作難度。但預聚體副反應少, 制成的產(chǎn)品性能優(yōu)于一步法。
按反應過(guò)程的連續性可分為間歇法和連續法。間歇法常用的生產(chǎn)設備包括自動(dòng)化澆注設備、熟化烘箱、破碎錘、擠出機等, 其生產(chǎn)效率低, 產(chǎn)品質(zhì)量不均, 不適合大規模生產(chǎn), 因此國內外相繼進(jìn)行了連續化生產(chǎn)工藝及設備的研究。
連續法設備為反應擠出生產(chǎn)線(xiàn), 其主要設備包括原料貯罐、澆注機、平行雙螺桿擠出機、水下切粒機、分離干燥設備和封裝設備。雙螺桿連續反應擠法是目前生產(chǎn)的主流工藝, 生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品品質(zhì)穩定, 適合大規模生產(chǎn)。它生產(chǎn)的可用于涂料、彈性體和黏合劑等方面。
TPU是一種(AB)n型嵌段線(xiàn)性聚合物, 由柔性軟段和剛性硬段構成。不同鏈段結構的TPU具有不同的性能, 而鏈段結構的類(lèi)型主要由原料種類(lèi)決定。分子結構中引入側基會(huì )降低大分子間的取向結晶性,從而導致力學(xué)性能下降、溶脹性能變差;而一定的化學(xué)交聯(lián)可以提高彈性體的定伸應力和耐溶劑性能,降低永久形變。
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