由上图可以看出,扩链剂在体系中所占比例越高,则相应的凝胶时间越短。这是由于二胺类扩链剂在体系中充当了交联剂的作用,其用量增加,则发生交联反应的速率加快,因此凝胶趋势加快。
扩链剂的种类不同,活性也有很大区别。通过扩链剂的筛选和复配可以控制其黏度以及凝胶趋势[13]。HARTCURE 10中虽因有苯环存在其位阻效应较大,但同时苯环具有吸电子的共轭作用,使胺基上的H+活性增大。而BaxxodurTM PC-136的活性高于间苯二胺,这是由于BaxxodurTM PC-136的属于脂环胺。3,3’二氯4,4’二氨基二苯基甲烷的活性比其他的低,可能是因为2个氯原子对其产生了更大的位阻效应[14]。
因此可以看出扩链剂在聚氨酯中起着至关重要的作用[15]。通过改变扩链剂的含量、种类,可以实现对喷涂聚氨酯弹性体凝胶时间、表干时间、不同物理性能的调节来满足实际应用。
2.4 不同聚醚多元醇对制品性能的影响
聚醚多元醇对制品的影响有两个方面:不同分子量分布聚醚多元醇和异氰酸酯合成预聚体对性能的影响;不同官能度的聚醚多元醇在R组分中对制品性能的影响。
2.4.1不同分子量分布聚醚多元醇和异氰酸酯合成预聚体对性能的影响
不同聚醚多元醇与MDI-50反应,制备异氰酸酯含量相同的预聚体,然后与相同的R组分进行反应,结果如下表2。
表2 不同分子量分布的端羟基聚醚预聚体对聚氨酯的力学性能影响 配方R组分
3050N,E-100,450N,助剂
配方A (醚醇) TDiol-1000 VORANOL-2110 TDiol-2000 VORANOL-2120
NCO% 凝胶时间/s 表干时间/s 拉伸强度/MPa 硬度(邵A) 伸长率/%
38 150 10 70 380
36 135 16 75 500
12%
40 180 12 66 430
35 150 18 68 580
Table.2 The influence of distribution of different molecular weight hydroxyl-terminated prepolymer on the mechanical properties of polyether
polyurethane
由上表可知,聚氨酯弹性体性能与聚醚多元醇有重要关系,VORANOL-2110、VORANOL-2120等低不饱和度聚醚具有分子量高,分子量分布窄,不饱和度低,产品中单官能度杂质少,其制品拉伸强度、伸长率优于普通的聚醚。
2.4.2不同类型的聚醚多元醇在R组分中对制品性能的影响
本研究中,通过含有不同类型聚醚多元醇的R组分与相同的预聚体反应,制取样品(表3)。
表3 含有不同官能度聚醚多元醇的B组分对样品性能影响
A组分 B组分 凝胶时间/s 表干时间/s 拉伸强度/MPa 硬度(邵A) 伸长率/%
TDiol-2000
25 40 12 45 600
PTMG-1000/MDI-50 3050N 45 68 15 48 550
TDiol-2000,3050N PTMG-2000
35 62 16 50 580
20 38 18 53 680
Table.3 The influence on the sample properties with different functionality
polyether polyol component
从上表可知,PTMG的力学性能较好,但是在拉伸过程中出现结晶现象,同时随着聚醚官能度增加拉伸强度和硬度都有所增加,我们可以通过聚醚的复配来改变力学性能,以便达到我们所需要的力学性能。
3 结论
通过对聚氨酯中多异氰酸酯种类、NCO的含量、不同扩链剂等影响因素的研究,采用预聚物法制备的聚氨酯弹性体具有优良的物理及工艺性能,通过改变预聚体中异氰酸酯类型及NCO%的含量、调节配方中软硬段比例,选择聚醚多元醇或端氨基聚醚,合理搭配不同的扩链剂,可以得到不同性能的聚氨酯弹性体。
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