水性聚氨酯硬段与耐热性能的关系

发布时间:2019-8-1

(1)异氰酸酯类型对耐热性的影响

异氰酸酯作为合成聚氨酯的主要原料,与扩链剂反应共同组成聚氨酯的硬段。通常情况下,它们的刚性、结构有序规整性和对称性越好,其树脂热稳定性越良好。所以芳香族水性聚氨酯,耐热性能相对于脂肪族聚氨酯更好。对于同一类型异氰酸酯,分子结构越对称性,刚性分子链占比越高,水性聚氨酯的热稳定性越好。

水性聚氨酯

2)链伸长剂

链伸长剂又称扩链剂,是聚氨酯工业中常用的一种必须品,由于独特的相对分子质量小、链节短的特点,所以扩链剂的适当使用可以提高聚氨酯树脂的玻璃化转变温度、硬度、拉伸强度、撕裂强度和耐热性等性能。醇类和胺类是目前最常见也是使用最广泛的扩链剂。工业上使用最广泛的的扩链剂是脂肪族二元醇,如 1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、一缩丙二醇等;在某些特殊情况扩链剂也会选择使用芳香族或杂环类二元醇作扩链剂,如双羟乙基类或羟丙基类双酚 A、1,4-环己二醇、1,4-双羟乙基哌嗪等;胺类作为独特高效的扩链剂,存在一些反应活性太高,实际生产不便操作,毒性较大的缺点,目前为改变此缺点,常用工艺是先对此类物质进行取代,降低活性,便于控制。如颇负盛名的亚甲基双邻氯苯(MOCA)。

目前有大量工程师和科研人员对各种链伸长剂的适用和聚氨酯树脂,弹性体的关系进行了研究:以三羟基甲基丙烷作为链伸长剂制备的 MDI/PPG/TMP-T 型材料在 270℃下几乎无热失重,用 HQEE(1,4-丁二醇和氢醌(双 1,4-羟乙基)醚)作为扩链剂制得的聚氨酯材料的耐温性能优异于 MOCA 制得的聚氨酯,原因在于其分子结构对称性好,而且是刚性结构,熔点高(120℃)、结晶性强。用蓖麻油和芳香二胺类链伸长剂 4,4-氨基联苯砜作为混合扩链剂,用淀粉作为改性填料制备的聚氨酯复合材料,最高可以达到 235℃的稳定温度。用八氨基苯基多面 体 低 聚 硅 倍 半 氧 烷 ( Octaaminophenyl  polyhedral  oligomeric  silsesquioxane(OapPOSS))作为交联剂制备的聚氨酯材料具有特殊的网络化结构,这使其具有良好的高温稳定性。 

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