酰亚胺(Imide)固化剂
含酰亚胺结构的化合物具有较高的耐热性能,将酰亚胺(Imide)固化剂引入环氧树脂体系,酰亚胺(Imide)固化剂可以有效地改善环氧树脂固化物的耐热性。
双马来酰亚胺的耐热性好,但工艺性较差。将芳香二胺固化剂与双马来酰亚胺环氧树脂体系共混使用,可以改善组成物的工艺性能,酰亚胺(Imide)固化剂能够提高聚合物及其增强塑料的耐热性。
酰亚胺是化学物质。酰亚胺(Imide)中,氮原子与两个羰基相连,通式为R-C(O)-N(R)-C(O)-R,其中C可以替换成O或S。它一般由氨或伯胺与羧酸或酸酐反应制备。
常见的酰亚胺如邻苯二甲酰亚胺、琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、戊二酰亚胺、马来酰亚胺,有很多是用于制取聚酰亚胺的单体,DNA的氢键配对也涉及到了酰亚胺的结构,氮作电子给予体,羰基氧作电子接受体。
若通式中的R为氢,则该氢原子具有一定的酸性,原因是氮上的孤对电子可以和两个羰基发生共轭,从而部分转移到氧上,使得负离子形式更加稳定。共振论认为酰亚胺的共振杂化体有相反的电荷,而质子离去后的负离子没有相反的电荷,降低的能量较多更加稳定,从而酰亚胺的氢易解离。
酰亚胺也可通过异酰亚胺的Mumm重排反应制备。
双马来酰亚胺(简称BMI)是由聚酰亚胺树脂体系派生的另一类树脂体系,是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物,有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性,可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型,克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点,因此,近二十年来得到迅速发展和广泛应用。
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)在水中溶解度为48%,dmpa为12%。同时dmba熔点低,为108℃~115℃ ;
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)包装:25kg/包 纸板桶装或纸箱装,内衬铝塑薄膜袋。贮存在通风、干燥、远离火源、并符合防火要求的库房内。
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)用途:dmba是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。dmba在不同溶剂中具有比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被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用dmpa熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(dmba)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(dmpa)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯体系涂料、胶粘剂、皮革涂饰的生产中。
2.涂料助剂,用于水溶性聚氨酯、环氧树脂、胶粘剂等。
3.dmba是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、环氧树脂等方面。dmba在不同溶剂中具有比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存在如下明显优点:
(1). dmba在有机溶剂中有更好的溶解性,下表为dmba与dmpa在不同温度下,在不同溶剂中的溶解度数据;(单位g/100g溶剂)
由于dmba具有优良的溶解性和低熔点,因而它在合成水性聚氨酯乳液过程不需要溶剂或少加溶剂。
(2).高反应率,反应速度快,反应温度低。合成聚氨酯预聚体反应时间短,一般只要50-60分钟,而dmpa则要150-180分钟。这是因为dmba结构中比dmpa多了一个亚甲基,使羧基与亚甲基的距离加大,羧基与异氰酸酯的空间位阻减少,从而使反应速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒径更细且分布窄,胶膜性能优异,光泽度高。
双马来酰亚胺树脂(BMI)以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性,良好的力学性能和尺寸稳定性,成型工艺类似于环氧树脂等特点,被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中,先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
BMI由于含有苯环、酰亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性,其Tg一般大于250℃,使用温度范围为177℃~232℃左右。脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的,随着亚甲基数目的增多起始热分解温度(Td)将下降。芳香族BMI的Td一般都高于脂肪族BMI,其中2,4.二氨基苯类的Td高于其他种类。另外,Td与交联密度有着密切的关系,在一定范围内Td随着交联密度的增大而升高。
常用的BMI单体能溶于有机试剂如丙酮、氯仿中,而且能溶于二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性、毒性大、价格高的溶剂中。这是由于BMI的分子极性以及结构的对称性所决定的。
BMI树脂的固化反应属于加成型聚合反应,成型过程中无低分子副产物放出,且容易控制。固化物结构致密,缺陷少,因而BMI具有较高的强度和模量。但是由于固化物的交联密度高、分子链刚性强而使BMl呈现出极大的脆性,它表现在抗冲击强度差、断裂伸长率小、断裂韧性Gic低(<5J/m2)。而韧性差正是阻碍BMI适应高技术要求、扩大新应用领域的重大障碍,所以如何提高韧性就成为决定BMI应用及发展的技术关键之一。此外,BMI还具有优良的电性能、耐化学性能及耐辐射等性能。
乙酸酐脱水法是以乙酸钠或乙酸镍作为催化剂,二元胺与MA在溶剂中反应首先生成BMIA;然后以乙酸酐为脱水剂,BMIA脱水环化生成BMI。按照所用溶剂不同可分为DMF(N,N’一二甲基甲酰胺)法和丙酮法。
采用DMF法的优点是中间产物BMIA可溶于DMF中,使反应体系始终处于均相,从而有利于反应顺利进行,并且反应产率相对较高;其缺点是溶剂毒性较大、生产成本较高且产品质量相对较差。
丙酮法的优点是副反应少、溶剂价格低廉且毒性低,缺点是BMIA从溶剂中呈固体析出、反应不均匀、溶剂用量大且回收率较低。
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