擴鏈劑(增鏈劑)
采用了3種擴鏈劑(增鏈劑),其中1,42丁二醇為常用的脂肪族二醇擴鏈劑(增鏈劑);3,3’2二乙基24,4’2二苯基甲烷二胺是較少見(jiàn)的芳香族二胺擴鏈劑(增鏈劑),它與常用的芳族胺類(lèi)擴鏈劑(增鏈劑)3,3’2二氯24,4’2二苯基甲烷二胺(MOCA)在結構上的不同是將鄰位的2個(gè)氯基團(吸電子基團)用2個(gè)乙基(給電子基團)取代,提高了胺基的反應活性;而D2230是以氧化丙烯的重復單體為主鏈的脂肪族二胺,堿性強,反應活性高,凝膠速度太快,在聚氨酯的生產(chǎn)中無(wú)實(shí)用價(jià)值,在本實(shí)驗中只是為了對比而對其進(jìn)行了研究。
羥基和胺基與異氰酸酯的反應速度差異巨大,BDO擴鏈反應由于羥基反應活性低下,凝膠時(shí)間長(cháng),反應完全時(shí)間為13046s,其生產(chǎn)效率低、能耗大;
MOEA擴鏈膠液需3958s達到反應完全,其凝膠時(shí)間適當,適合 HTPB/IPDI系聚氨酯的擴鏈;而D2230由于是脂肪族二胺,堿性強而反應活性高,758s已經(jīng)完全固化,凝膠速度快而難以控制,無(wú)法滿(mǎn)足澆注生產(chǎn)工藝的要求。由硫化儀記錄的交聯(lián)度達90%時(shí)所用硫化時(shí)間(t90)同樣證明了這一點(diǎn)。該結論對HTPB/IPDI系聚氨酯制備中擴鏈劑的選擇具有重要參考價(jià)值。
試驗中,采用SPI3800N掃描探針顯微鏡觀(guān)察3種擴鏈劑擴鏈得到的HTPB/IPDI系聚氨酯薄膜表面形貌。觀(guān)察范圍在8μm內,高度小于50nm。
由于A(yíng)FM相圖的原理是以材料軟硬度的差異成像,因此它可排除表面粗糙度的影響,起到邊緣增強的效果,同時(shí)可避免表面形貌平面圖可能因宏觀(guān)的不平整引起的假相,真實(shí)反映材料組成結構情況。
商品名稱(chēng):環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dacm,macm
化學(xué)名稱(chēng):3,3'-二甲基-4,4-二氨基二環(huán)己基甲烷
英文名:Dimethyldicyane
CAS:6864-37-5
分子式:C15H30N2
分子量:238.41
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)。
通過(guò)對比發(fā)現,這3種聚氨酯的微觀(guān)形態(tài)差異明顯。BDO擴鏈聚氨酯中有顏色較深的分散相存在,尺寸100~1000nm;MOEA擴鏈聚氨酯中顏色較深的分散相的尺寸則小了很多,最大的聚集體只有300nm,且軟硬段界面相對模糊;而D2230擴鏈聚氨酯試樣表面幾乎沒(méi)有差異,表明基本上處于相溶合狀態(tài)。
封端聚氨酯預聚體的合成。將HTPB加入到配有攪拌器、溫度計、真空系統和加熱器的反應瓶中,升溫至393。15K,在抽真空的條件下脫水1~2h,直至水分含量測試低于0.05%,然后冷卻至313.15~323.15K,解除真空,并逐次加入到計量好的IPDI中,讓體系自然升溫保持攪拌30~40min后,加熱并保持溫度(368.15±5)K反應2~3h,取樣并參照標準(HG/T2409—92)分析NCO含量,當與設計值基本相符時(shí),脫泡后得到NCO封端預聚物,充入氮氣備用。
聚氨酯薄膜的制備。稱(chēng)取適量的預聚物,攪拌下加熱至353。15~363。15K后,置入真空干燥器中脫泡5~20min,而后加入計量的熔融擴鏈劑,快速攪拌混合均勻(1~2min),必要時(shí)需進(jìn)行2次脫泡(2~3min),將膠液澆注在涂覆了脫模劑的平板上,任其自然流平形成厚度小于0。001m的均勻薄膜。放入溫度為373。15K的烘箱中,16h后取出冷卻,取下薄膜待用。
反應流變性的測定。GT2M20002A型無(wú)轉子硫化試驗機測試溫度設定 為100℃,振動(dòng)角度和頻率分別為±1°、1。6Hz。將混合均勻的膠液倒入硫化試驗機的模芯中,合模測試,由聯(lián)機電腦記錄轉矩2溫度曲線(xiàn)。
聚氨酯微觀(guān)結構的表征。聚氨酯薄膜的表面形貌采用SPI3800N掃描探針顯微鏡(AFM)進(jìn)行表征,采用輕敲模式,得到其結構相圖。
擴鏈劑的原理是:在生產(chǎn)中,常用一些含活潑氫的化合物與異氰酸酯端基預聚物反應,致使分子鏈擴散延長(cháng),從而實(shí)現樹(shù)脂的固化成形。2-咪唑烷酮是一個(gè)具有亞氨基活性氫的廣泛使用的擴鏈劑。
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