聚氨酯水分散體擴鏈劑
以乙酰丙酮(ACA)、環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料,通過氯代烴的親核取代及環(huán)氧的水解開環(huán)反應(yīng)合成了5,6-二羥基-2-己酮(DHO),探索了合成DHO的適宜條件及分離提純的方法;采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、核磁共振光譜(NMR)、高分辨質(zhì)譜(HRMS)等方法表征了DHO的結(jié)構(gòu)并測定了DHO的相對分子質(zhì)量及元素組成。
聚氨酯水分散體擴鏈劑實驗結(jié)果表明:親核取代反應(yīng)以乙醇為溶劑,乙醇鈉為催化劑,60℃恒溫反應(yīng)15小時,得中間產(chǎn)物5,6-環(huán)氧-2-己酮(EHO),收率34.2%,繼續(xù)精餾得5-(乙酰氧基)-6-羥基-2-己酮,收率29.68%,EHO的環(huán)氧水解開環(huán)反應(yīng),以高氯酸為催化劑,90℃恒溫反應(yīng)8h,DHO收率69.5%;5-(乙酰氧基)-6-羥基-2-己酮在以NaOH為催化劑、80℃反應(yīng)8h,得到收率為50.4%的DHO。
采用制備液相分離,可以得到純度為95.96%的DHO。實驗中通過紫外檢測跟蹤了ACA與ECH的親核取代反應(yīng)過程,確定了ACA主要是以酮式ACA—的形式與ECH發(fā)生親核取代反應(yīng)。
本實驗合成的DHO含有雙羥基及酮羰基,可作為水性聚氨酯酮肼交聯(lián)改性的聚氨酯水分散體擴鏈劑使用,其結(jié)構(gòu)中不含叔胺基團且分子量小,從而避免了叔氮對氨酯鍵的催化作用,所得預(yù)聚體也較易分散于水中。
實驗以2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚醚210、聚醚220、二羥甲基丙酸(DMPA)、乙二醇、DHO為主要原料,三乙胺為中和劑,二乙烯三胺為聚氨酯水分散體擴鏈劑,經(jīng)預(yù)聚體法合成了一系列不同DHO含量的聚氨酯水分散體,并對交聯(lián)改性前后膠膜的耐水性、耐甲苯性、拉伸強度、斷裂伸長率及凝膠含量等做了測試研究。
聚氨酯水分散體擴鏈劑實驗結(jié)果表明當NCO/OH=1.316,COO—含量為2.04%,聚氨酯水分散體擴鏈劑含量為7%時,交聯(lián)后膠膜的吸水率比交聯(lián)前降低了68.13%,吸甲苯率下降了50.97%,拉伸強度提高了6.211MPa,斷裂伸長率下降了138.32%,凝膠含量提高了3.78%。
聚氨酯在材料工業(yè)中占有重要的地位,產(chǎn)品具有低溫柔順性好、抗沖擊性高、耐輻射、回彈范圍廣、粘結(jié)性好等諸多優(yōu)良性能,用途廣泛。與傳統(tǒng)塑料、橡膠,甚至金屬相比,具有明顯的性能優(yōu)勢,隨著經(jīng)濟發(fā)展和消費升級,將逐漸成為傳統(tǒng)材料的理想替代品。
聚氨酯是由剛性鏈段和柔性鏈段組成的嵌段共聚物;剛性鏈段和柔性鏈段的構(gòu)成,除與異氰酸酯和聚醇主劑有關(guān),同時聚氨酯材料擴鏈劑的選擇和使用對它們的形成也有著直接影響。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49?
CAS: 13680-35-8
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴鏈劑和環(huán)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機械和動力學性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。
在聚氨酯材料的合成中,聚氨酯材料擴鏈劑具有以下功能:
(1)低分子二元或三元或四元化合物能使聚氨酯反應(yīng)體系迅速地進行擴鏈和交聯(lián)。
(2)聚氨酯材料擴鏈劑具有能與反應(yīng)體系進行化學反應(yīng)的特性基團,分子量低,反應(yīng)活潑,對異氰酸酯和聚醇體系構(gòu)成較強的反應(yīng)競爭幾率,它們能極其有效地調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)速度;可以使用不同品種的交聯(lián)劑及用量,調(diào)節(jié)反應(yīng)物粘度增長等工藝參數(shù),使之適應(yīng)加工的要求。
(3)利用擴鏈劑參與反應(yīng)并進入聚合物主鏈中,可以將擴鏈劑分子中的某些特性基團結(jié)構(gòu)引入聚氨酯主鏈中,能影響聚氨酯的某些性能。
再生塑料是指通過預(yù)處理、熔融造粒、改性等物理或化學的方法對使用壽命完畢后仍具有回收使用價值的廢舊塑料進行加工處理后重新得到的塑料原料,是對塑料的再次利用,幾乎一切熱塑性塑料都具有可循環(huán)使用功能。
然而在加工使用過程中聚合物如PA,PC等會發(fā)生降解。一般來說,降解是由分子量的損失引起的,而分子量決定聚合物的多種性能,特別是熔融粘度以及加工性能,使得再生料不能應(yīng)用在性能要求較高的場合。
比如:PP一次再生時,顏色幾乎不變,熔體指數(shù)上升,兩次以上顏色加重,熔體指數(shù)仍上升。再生后斷裂強度和伸長率有所下降,但使用上無問題;ABS再生后變色較顯著,但使用摻入量不超過20-30%時,性能無明顯變化;PA再生也存在變色及性能下降問題,摻入量以20%以下為宜。再生伸長率下降,彈性卻有增加趨勢。因此,我們需要一種簡單、有效、低成本的方法來減少分子量的損失和性能的下降。在再生塑料中添加一種助劑——擴鏈劑,就可以達到上述的效果。
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