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水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-2-28 15:03:41 |
水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑對(duì)水性聚氨酯的影響不僅取決于水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑的類型，而且受水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑分子鏈長短和擴(kuò)鏈方式的制約。
水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑就是增加鏈的長度，水性聚氨酯類擴(kuò)鏈劑本質(zhì)上是增加聚合物的分子量，把短鏈分子變成長鏈大分子。分子量增大后，其力學(xué)性能、耐溫、耐磨性能均會(huì)提高。
通過調(diào)整和控制聚酯類塑料的特性粘度來恢復(fù)和改善機(jī)械性能、熱性能、加工性能和光學(xué)的平衡性。主要用于 PET、PBT、PC、PA、TPU以及可生物降解材料PLA、PBS、PHA、PHB、PCL等高分子縮聚物的加工和回收。
中和劑的堿性及中和程度不同，離子的親水性也有差異。以NaOH和TEA為例，在羧酸含量一定，以等摩爾堿中和的情況下，被前者中和的羧酸根或磺酸根形成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，電離程度較大而有利于形成親水離子，但是離子之間的靜電力使產(chǎn)物的粒徑過大，反而不利于更好地分散在水中形成穩(wěn)定聚氨酯乳液;被后者中和后形成強(qiáng)酸弱堿鹽，電離程度較前者弱而形成粒徑較小的穩(wěn)定乳液。
通常使用的中和劑有TEA、NaOH系列(LiOH、KOH)、NH4OH等。Yong2SilKwak[26] 等同時(shí)用相同的擴(kuò)鏈劑和不同的中和劑制備了陰離子型水性聚氨酯，發(fā)現(xiàn)以TEA為基礎(chǔ)的膜樣品與以NH4OHΠCu(OH)2為基礎(chǔ)的相比，有著較高的熱穩(wěn)定性、硬段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸強(qiáng)度和貯存模量;另一方面，以NH4OHΠCu(OH)2為基礎(chǔ)的樣品有較高的導(dǎo)電性和長期抗菌性能。
Yang等分別也用TEA和NH4OHΠCu(OH)2(28∶1 molΠmol)為中和劑去中和DMPA上的羧基，形成NH(C2H5)3+ 和NH4+ ΠCu 2+ 兩種反離子，發(fā)現(xiàn)兩種樣品系列的分散體的粒徑隨著中和度的增加而降低，以TEA為基礎(chǔ)的分散體在有序區(qū)的氫鍵分?jǐn)?shù)(用XB=CBΠCT表示CT代表羧酸基團(tuán)整個(gè)峰區(qū)域，CB形成氫鍵的羧基區(qū)域)較以NH4OHΠCu(OH)2為基礎(chǔ)的分散體高，前者有著較強(qiáng)的拉伸性能和弱的導(dǎo)電性。
中和方式對(duì)產(chǎn)物性能的影響， 采用前中和法所得產(chǎn)物粒徑較小，這歸因于羧酸基團(tuán)與TEA的接近時(shí)的阻礙程度小，這便利于羧酸離子化而形成更均勻的分散體;而后中和過程中，擴(kuò)鏈劑可能也參與了羧酸根離子的中和。
此外，TEA也催化了異氰酸酯與水的反應(yīng)導(dǎo)致脲基的形成，所有這些因素都影響粒子的形態(tài)。聚氨酯膜的力學(xué)行為也受到中和方式的影響，前中和樣品具有更高的拉伸強(qiáng)度和硬度。
影響陰離子型水性聚氨酯形成和性能的其它因素還有反應(yīng)溫度、加料方式、加水速率、乳化工藝等等。隨著研究的逐步深入，相信更多的因素都會(huì)被考慮，產(chǎn)品的性能也會(huì)逐漸被提高。
對(duì)聚氨酯在水中分散時(shí)形成乳液過程的機(jī)理和涂膜時(shí)形成聚氨酯膜過程的機(jī)理的探討有利于進(jìn)一步開發(fā)高性能水性聚氨酯產(chǎn)品。
3-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚(擴(kuò)鏈劑HER)性能說明
與固體HER相比具有使用方便、用量少的特點(diǎn)。并且，由液體HER-L制成的聚氨酯制品除具有由固體HER制成的產(chǎn)品所具有的常規(guī)性能外，還具有優(yōu)異的抗張強(qiáng)度、延伸率、柔軟撓曲性能等特點(diǎn)。該產(chǎn)品可溶于二甲基乙酰胺 （DMAC）。
3-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚(擴(kuò)鏈劑HER)主要用途
作為TDI / MDI系列聚氨酯制品的擴(kuò)鏈劑，廣泛應(yīng)用于聚氨酯粘合劑、涂料、密封膠、彈性體、PU泡沫、氨綸、體育設(shè)施等領(lǐng)域。該產(chǎn)品尤其適合于中、高硬度的制品。
以往水中加油為例，通常將乳化過程分成三個(gè)階段。梁宗軍等利用其在乳化過程中的物化性質(zhì)(電導(dǎo)率和粘度)的改變研究了它的相反轉(zhuǎn)過程，并建立了三階段結(jié)構(gòu)模型。
結(jié)果表明:陰離子型水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)發(fā)生在水油比為0。175左右，相轉(zhuǎn)變過程分為三個(gè)階段，這個(gè)過程受R值(2NCOΠ2OH)、DMPA%、醚的分子量等因素的影響。
這三個(gè)階段從粘度上反映分別為:粘度略為下降階段，粘度增加階段，粘度下降階段;從相轉(zhuǎn)變上描述為:前兩個(gè)階段油為連續(xù)相，后一個(gè)階段 水為連續(xù)相，相反轉(zhuǎn)發(fā)生在第三階段的開始。
楊清峰等描述的相反轉(zhuǎn)過程跟上述結(jié)果類似:第Ⅰ階段，水的進(jìn)入破壞了靠庫侖力形成的微離子點(diǎn)陣，造成體系的黏度下降;在第Ⅱ階段，多相體系形成。隨著水的進(jìn)一步加入，加大成鹽基團(tuán)的電離，同時(shí)破壞了預(yù)聚體的溶劑化層，疏水扭曲靠近，導(dǎo)致粘度升高;在第Ⅲ階段，相反轉(zhuǎn)發(fā)生，體系粘度開始下降。
Saw等通過改變液2液分散體中相的比率研究相反轉(zhuǎn)，將水加到聚氨酯離子體中直到水變成連續(xù)相。改變離子基團(tuán)的含量發(fā)現(xiàn)三個(gè)不同的分散區(qū)域存在:第Ⅰ區(qū)為包含微小聚合物液滴的穩(wěn)定乳液區(qū)，第Ⅱ區(qū)為產(chǎn)生混合液滴結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定粗糙乳液區(qū)，第Ⅲ區(qū)為產(chǎn)生暫時(shí)分散體的區(qū)域。
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