聚氨酯材料(聚氨基甲酸酯)扩链剂
聚氨酯弹性体这些优异的性能主要是由其结构决定的。它主要由柔性的低聚物多元醇和刚性的多异氰酸酯与聚氨酯材料(聚氨基甲酸酯)扩链剂组成。聚氨酯材料(聚氨基甲酸酯)扩链剂对聚氨酯弹性体的性能有极其重要的影响。本文综述了近年来开发应用的聚氨酯材料(聚氨基甲酸酯)扩链剂的合成和应用。
将聚四氢呋喃均聚醚(PTMG)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成预聚体,分别与BDO、KC、MOCA及HQEE等扩链剂制备了聚氨酯(PU)弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、扩链剂种类及三元醇含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。
实验结果表明:当预聚体NCO基含量基本相同时,BDO-PU比KC-PU的硬度高1~2度,撕裂强度高了7%~18%;提高预聚体NCO基含量可使聚氨酯弹性体的硬度、撕裂强度和300%模量急剧增加;扩链剂中的三元醇含量超过30%,弹性体的拉伸强度显著下降;预聚体NCO基含量在6.0~6.8下, MOCA-PU的硬度和300%模量很高;HQEE/KC-PU比HQEE-PU的硬度降低了2~4个单位,而拉伸强度却提高了60%~90%。
在MDI体系的预聚体中,常用小分子醇类扩链剂进行扩链。为提高弹性体的硬度,可使用含苯环的醇类扩链剂。由PTMG/MDI预聚体和HQEE及混合扩链剂制备的弹性体,HQEE-PU的硬度、撕裂强度和伸长率高,但拉伸强度较低,而改用HQEE和醇混合扩链剂制成的弹性体,虽硬度下降了2~4个单位,撕裂强度也下降了25%~28%,但拉伸强度提高了60%~90%,其它性能略有变化。 由表5还可看出,预聚体NCO基含量相同,扩链剂不同,即扩链剂与异氰酸酯反应组成的PU硬段和硬段含量也不同,呈现出聚氨酯弹性体力学性能有较大的差异。
当预聚体NCO%=8.1时,HQEE-PU的伸长率和硬度高,而HQEE/KC-PU的模量和强度高;前者高出后者伸长率30%以上,后者高出前者的拉伸强度90%。
产生这种原因可能是,HQEE扩链剂与异氰酸酯反应生产线性的氨基甲酸酯硬段,只有少量的脲基甲酸酯交联,而HQEE/KC-PU扩链时,不但生成脲基甲酸酯交联,而且还生成易稳定的三元醇化学交联(即氨基甲酸酯交联),所以HQEE-PU比HQEE/KC-PU的交联少,聚氨酯的伸长率就大。模量和拉伸强度的提高可以表明,弹性体中适度的交联能够增加其强度。
增加预聚体NCO基质量分数,PU弹性体的硬度、模量和撕裂强度显著提高。提高扩链剂三元醇用量,弹性体性能均呈下降趋势,超过30%用量时,性能下降幅度较大。
MOCA/KC-PU和比纯KC-PU和BDO-PU的300%模量性能高。相同的预聚体NCO%,HQEE/KC-PU拉伸强度高,HQEE-PU撕裂强度高。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
聚氨酯弹性体(PU Elastomers)
浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)——是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的一种;
热塑型聚氨酯弹性体(简称TPU)——热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量的25%左右;
混炼型聚氨酯弹性体(简称MPU)——占聚氨酯弹性体总量的10%左右。
实心轮胎;印刷、输送胶辊;压型胶辊;油封、垫圈球节、衬套轴承;O型圈;撑垫;鞋底、后根、包头;衬里;齿轮等,不同应用领域,选择的弹性体的硬度范围不同。
在矿山、冶金等行业的应用——筛板、摇床等
在机械工业方面的应用——胶辊、胶带、密封件等;
在汽车工业方面的应用——轮胎、密封圈等;
在轻工业方面的应用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维;
在建筑工业方面的应用——防水材、铺装材、灌封材等。
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