高分子聚氨酯材料擴鏈劑
在其它條件完全相同的情況下,高分子聚氨酯材料擴鏈劑BAPS擴鏈的聚氨酯彈性體(SPUE23)比用MOCA擴鏈的聚氨酯彈性體(PUE)的耐熱性要高,如在失重20%時(shí),PUE溫度為327℃,而SPUE23可達到351℃,這是因為一方面砜基本身是一個(gè)耐熱性很好的基團,另一方面含砜基聚氨酯彈性體的微相分離程度也相對較高,使得高分子聚氨酯材料擴鏈劑耐熱性比相同條件下用MOCA擴鏈制備的彈性體要高。
高分子聚氨酯材料擴鏈劑BAPS對彈性體力學(xué)性能的影響。對于同為高分子聚氨酯材料擴鏈劑BAPS擴鏈的含砜基聚氨酯彈性體,當硬段含量很少時(shí),分子間引力較小,使得其機械強度和硬度較小。
隨著(zhù)硬段含量的增加,機械強度和硬度逐漸增強,且變化明顯;由于硬段在鏈段中的物理交聯(lián)點(diǎn)逐漸增多,軟段運動(dòng)的鏈節變短,使得材料的伸長(cháng)率有所下降,但是整個(gè)體系的伸長(cháng)率仍在466%以上,仍然保持了彈性體的彈性。
BAPS部分元素分析的理論值與測定值基本一致。BAPS的分子結構中有5種不同的氫原子。芳基質(zhì)子所對應的化學(xué)位移分別為61573和61594ppm(雙峰,4H),61768和61792ppm(雙峰,4H),61944和61968ppm(雙峰,4H),71805和71828ppm(雙峰,4H)。
化學(xué)位移為51110ppm(單峰,4H)的峰對應于—NH2上的質(zhì)子。不同化學(xué)環(huán)境的各組質(zhì)子對應的積分高度之比H1∶H2∶H3∶H4∶H5=110∶110∶110∶110∶110,與各組的氫原子個(gè)數之比非常符合。綜合上述的表征可以推斷,所得產(chǎn)物BAPS的結構與預期設計相符。
SPUE的紅外光譜分析。在3290cm-1處中等強度的吸收峰,屬于氨酯鍵N—H的伸縮振動(dòng)吸收,1720cm-1的強吸收峰是氨酯基CO的伸縮振動(dòng)吸收,而1540cm-1處較強的吸收峰是由C—N伸縮振動(dòng)和N—H變形振動(dòng)引起的。OSO基團的特征吸收在1350~1300cm-1和1160~1120cm-1范圍內。
SPUE的廣角X2射線(xiàn)衍射(WAXD)分析。在2θ=1918°處出現較強衍射峰,說(shuō)明在SPUE中存在著(zhù)部分有序結構,而這種有序結構只能在硬段微區形成。因為在硬段微區存在著(zhù)較強氫鍵作用和偶極效應使鏈段之間吸引力增大,這樣造成硬段微區中鏈段部分有序排列。
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)
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)。
SPUE和PUE的AFM相圖分析比較。將SPUE23與PUE做AFM相圖分析可以看出,黑色區域應為聚氨酯的硬段結構,該含砜基聚氨酯彈性體的軟硬段分離界面清晰,微相分離程度較高,硬段較均勻地分散在軟相中。
硬段和軟段的融合程度相對較高,微相分離程度不如含砜基聚氨酯的微相分離程度高。這是因為在含砜基聚氨酯大分子中,硬段區域含有更多的質(zhì)子接收體,使得硬段分子間形成了較強的氫鍵,另外,BAPS的結構規整使得硬段在強氫鍵作用下更容易結晶,形成塑料相分散在軟相中。
SPUE和PUE的TG分析。在失重50%時(shí),SPUE21、SPUE22和SPUE23的溫度分別為424、427和42715℃,即以BAPS為擴鏈劑制備的含砜基聚氨酯體系中,彈性體的耐熱性隨硬段含量的升高而增強。這是由于隨著(zhù)硬段含量的增加,分子中耐熱性較好的苯基和砜基基團增多,使耐熱性提高。
在其它組分完全相同時(shí),SPUE23比PUE有較好的拉伸強度和硬度。因為含砜基聚氨酯硬段結構相對規整,硬段結晶度較高,硬段相更好地分散在軟段中,含砜基聚氨酯的微相分離程度較高,另外,BAPS含有更多的剛性苯環(huán),且砜基為強極性基團,增大了分子間引力,使得含砜基聚氨酯的拉伸強度和硬度相對較高。
含砜基聚氨酯彈性體,由于硬段分子的規整性和硬段間的強氫鍵作用,使得硬段微區中部分鏈段排列有序形成微晶結構,在2θ=1918°處存在較強的衍射峰。
含砜基聚氨酯彈性體硬段結晶、軟硬段分離明顯,微相分離程度較高。
在相同條件下,合成的含砜基聚氨酯彈性體較傳統的用MOCA擴鏈的聚氨酯彈性體有更高的耐熱性和機械強度。
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