脂肪族酸酐類(lèi)固化劑
脂肪族酸酐類(lèi)固化劑是脂肪族二元羧酸經(jīng)分子間脫水反應縮合而成的產(chǎn)物,脂肪族酸酐類(lèi)固化劑以聚己二酸酐、聚壬二酸酐和聚癸二酸酐較常用。
在我國環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄行業(yè)中,這類(lèi)線(xiàn)型聚酐常用作增韌固化劑。目前,國內已生產(chǎn)的脂肪族酸酐類(lèi)固化劑主要是PAPA、PSPA兩種。
PAPA的分子質(zhì)量為2000~5000,白色粉末,熔點(diǎn)60℃,易吸水,60℃時(shí)黏度為0.8~1Pa·s。PAPA用量一般為E-51環(huán)氧樹(shù)脂100g;PAPA70g;DMP一30lg。固化物延伸率為100%,拉伸強度35MPa,在150℃下熱老化8周,失重僅為1%左右。PAPA熔點(diǎn)偏高,可與其它多種酸酐形成低溫共熔混合物,以方便應用工藝操作。
PSPA的熔點(diǎn)80℃,一般與液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂配合,用量為每100g樹(shù)脂加入85g,加人DMP-301份,在90℃時(shí)使用期為1h,120℃下固化2h后,拉伸強度可達21MPa,延伸率為80%。單用聚酐固化的環(huán)氧樹(shù)脂的熱變形溫度低,但耐冷熱沖擊性能與電絕緣性能優(yōu)良。
聚乙基十七烷二羧酸酐(SB-20AH)、聚二苯基取代十六烷二羧酸酐(ST-2P-AH)是兩種新型的聚酐類(lèi)環(huán)氧類(lèi)固化劑,在常溫下為液態(tài),容易與環(huán)氧樹(shù)脂混熔。
SB-20AH固化物的熱變形溫度與機械強度都很低,基本上無(wú)實(shí)用價(jià)值;而ST-2PAH固化物則有相對高的熱變形溫度與機械強度,但與DDSA、MeHHPA固化物相比,其數值仍然較低。聚酐類(lèi)固化劑最突出的性能是其固化物具有良好的耐冷熱沖擊性能。
用MeHHPA固化的環(huán)氧樹(shù)脂基本上不耐冷熱沖擊;DDSA的固化物略好,但也不理想;聚酐類(lèi)固化物這方面的性能都良好,其中又以SB--20AH和PSPA的固化物最好。
APA在空氣中久置或在封口瓶中放置半年以上,表面會(huì )發(fā)白,熔點(diǎn)明顯升高,這是因為吸收了空氣中水分使PAPA部分水解成了壬二酸,其熔點(diǎn)106.5℃。壬二酸對環(huán)氧樹(shù)脂的固化明顯低于PAPA,固化物沖擊強度也低得多,因此,要干燥保存,切勿吸潮。
中文名稱(chēng):2,2-二羥甲基丁酸
中文同義詞:擴鏈劑親水劑dmba,2,2-二羥甲基丁酸;2,2-雙(羥甲基)丁酸;二羥甲基丁酸;雙羥甲基丁酸;二羥甲基丁酸(dmba);2,2-二羥甲基丁酸(dmba)
英文名稱(chēng):2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid
英文同義詞:2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric
Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic
Acid;Dimethylolbutanoicacid(dmba);Dimethylolbutanoicacid;
CAS號:10097-02-6 EINECS號:424-090-1
分子式:C6H12O4 分子量:148.16
物化性質(zhì):外觀(guān)為白色晶體,熔點(diǎn)108-115 °C ,可溶于水、甲醇、丙酮等。
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機溶劑,有機殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應時(shí)間長(cháng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水擴鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單,性能穩定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以?xún)?yōu)越的性?xún)r(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應用較為普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。
2.涂料助劑,用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、膠粘劑等。
3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):
(1). dmba在有機溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數據;(單位g/100g溶劑)
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。
(2).高反應率,反應速度快,反應溫度低。合成聚氨酯預聚體反應時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結構中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
用作環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑的固化劑,參考用量60~65份,最大可達70份。固化條件180℃/4h+200℃/6h或150℃/17h+170℃/17h,固化物熱變形溫度139℃。當D51環(huán)氧樹(shù)脂100g,PAPA70g,DMP-301g,其固化物拉伸強度35MPa,斷裂伸長(cháng)率100%,150℃熱老化8周,熱失重僅為1%。由于PAPA熔點(diǎn)稍高,不便實(shí)際操作,可與其他酸酐形成低熔共混物使用。
熱塑性樹(shù)脂系以石油化工產(chǎn)品為主要原料,產(chǎn)量大。占全世界合成樹(shù)脂總產(chǎn)量的90%左右。常用的熱塑性樹(shù)脂有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等。
熱塑性樹(shù)脂按聚集態(tài)結構可分為結晶形(如聚酰胺)和無(wú)定形(如聚甲基丙烯酸甲酯)兩類(lèi)。結晶形樹(shù)脂由于晶粒折光,制品透明度差,熔點(diǎn)高,模塑收縮率大。無(wú)定形樹(shù)脂中某些品種的板材透光率可與無(wú)機玻璃相媲美,加工收縮性也小。
在熱塑性樹(shù)脂中加入各種塑料助劑,如抗氧劑、增塑劑等,以及各種增強材料,可制成熱塑性塑料。有些品種(如聚酯、聚酰胺)添加劑加得很少,純樹(shù)脂即可直接加工;有的品種(如聚氯乙烯)配方極其復雜,配方不同,性能各異。熱塑性塑料常用的加工方法有擠出、吹塑和注射成型等。
生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂的聚合過(guò)程,大分子鏈為碳鏈者一般用加聚反應來(lái)制取,大分子鏈為雜鏈者則用縮聚反應制取。熱塑性樹(shù)脂主要用作熱塑性塑料,還用作膠粘劑、涂料。大多數合成纖維用的樹(shù)脂屬于熱塑性樹(shù)脂。
今后熱塑性樹(shù)脂的產(chǎn)量仍將占合成樹(shù)脂總產(chǎn)量的絕大部分?;瘜W(xué)結構全新的品種不會(huì )增加太多,但生產(chǎn)工藝會(huì )有新改進(jìn)。尋求耐高溫、易加工、高強度或具有某些特殊功能(如導電)的熱塑性樹(shù)脂仍然是重要方向。
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