聚氨酯產(chǎn)品擴(kuò)鏈劑簡介

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1、聚氨酯產(chǎn)品擴(kuò)鏈劑簡介在聚氨酯發(fā)泡過程中，擴(kuò)鏈劑運(yùn)用的好壞有時直接影響泡沫性能，影響制品質(zhì)量。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)，同時擴(kuò)鏈劑的選擇和使用對它們的形成也有著直接影響。擴(kuò)鏈劑是指能促使分子鏈延伸、擴(kuò)展的化合物。在聚合物生成中，主要為雙官能團(tuán)的化學(xué)品。在聚氨酯材料的合成中，擴(kuò)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(jìn)行擴(kuò)鏈和交聯(lián)。（2）它們具有能與反應(yīng)體系進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的特性基團(tuán)，分子量低，反應(yīng)活潑，對異氰酸酯和聚醇體系構(gòu)成較強(qiáng)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

2、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(kuò)鏈劑參與反應(yīng)并進(jìn)入聚合物主鏈中，可以將擴(kuò)鏈劑分子中的某些特性基團(tuán)結(jié)構(gòu)引入聚氨酯主鏈中，能影響聚氨酯的某些性能。一、擴(kuò)鏈劑的分類按擴(kuò)鏈劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本可分為醇類化合物和胺類化合物，其官能基均為2或小于4。隨著聚氨酯工業(yè)的高速發(fā)展，擴(kuò)鏈劑的新品種也在迅速增加，但實(shí)際大量使用的仍然是二醇或二胺類低分子化合物。具體分類如下：多元醇類：乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷等脂環(huán)醇類：1，4-環(huán)己二醇、氫化雙酚A芳醇類：二亞甲基苯基二醇、對苯二酚雙-β-羥乙基醚、間苯二

3、酚羥基醚醇胺類：二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺二胺類：二乙基甲苯二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺其他：α-甘油烯丙基醚、縮水甘油烯丙基醚、過氧化二異丙苯、硫磺二、多元醇類擴(kuò)鏈劑二元醇類擴(kuò)鏈劑的品種較多，主要有1，4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、新戊二醇等。三元醇化合物有丙三醇、三羥甲基丙烷（TMP）等。在聚氨酯泡沫體的合成中，使用最多的是1，4-丁二醇。聚氨酯基本是（A-B）x類型的線型結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物，其軟鏈段由聚醇大分子構(gòu)成，硬鏈段是由二異氰酸酯與低分子二醇反應(yīng)構(gòu)成，而1，4-丁二醇具有適中的碳-碳鏈長度，能使軟、硬鏈段產(chǎn)生微區(qū)向分離，使氨基甲酸酯硬鏈段的結(jié)晶性更好，即

4、使得MDI-1，4丁二醇硬鏈能較好地定向；結(jié)晶和定向排列使聚合物分子間更容易形成氫鏈，意味著能產(chǎn)生較好的有序結(jié)晶，結(jié)晶的阻旋作用和聚合物鏈段遷移，最終表現(xiàn)出聚合物具有優(yōu)異的韌性和硬度。以脂肪醇類為主的擴(kuò)鏈劑，在泡沫類產(chǎn)品中，主要用于高回彈軟泡、半硬泡、RIM硬泡以及微孔彈性體等制品的生產(chǎn)中，它們不僅參與反應(yīng)，具有擴(kuò)鏈和交聯(lián)作用，調(diào)節(jié)泡沫體結(jié)構(gòu)和開孔率，提高產(chǎn)品的回彈性、剛性和力學(xué)性能，同時3它還能降低原料組分粘度，改善原料各組分的相溶性。脂肪醇類擴(kuò)鏈劑在聚氨酯彈性體、涂料等產(chǎn)品中，尤其是MDI基PUR產(chǎn)品中，是應(yīng)用極廣的擴(kuò)鏈劑。在新開發(fā)的醇類擴(kuò)鏈劑中，值得提出簡稱為HQEE和HER的

5、兩種帶有芳環(huán)的二醇擴(kuò)鏈劑。在脂肪醇類擴(kuò)鏈劑中，除二官能基化合物以外，還經(jīng)常使用三官能或四官能基化合物。常用有三羥甲基丙烷和季戊四醇等。它們在與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯基團(tuán)使分子鏈增長的同時，還會在生成的分子鏈中引出支鏈的反應(yīng)點(diǎn)，使聚合物分子產(chǎn)生一定程度交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)中常將它們與普通二元醇或二元胺配合使用，獲得聚氨酯產(chǎn)品某些性能的改善和提高；三、二元胺類擴(kuò)鏈劑低分子量二胺類化合物與二異氰酸酯反應(yīng)十分激烈，成膠速度迅速，生產(chǎn)不易控制，但它與異氰酸酯反應(yīng)生成內(nèi)聚能高的脲基，能賦予聚氨酯聚合物很好的物理機(jī)械性能；普遍采用受阻胺類化合物，其中最著名的是3，3'-二氯-4，4-二氨基

6、二苯基甲烷；在MOCA分子中，由于在氨基的鄰位存在氯原子的吸電子作用和位阻功能，從而使氨基的反應(yīng)活性適當(dāng)降低，能夠很好地適應(yīng)聚氨酯凝膠工藝。同時，它又能賦予材料優(yōu)異的機(jī)械性能，因此MOCA一直是聚氨酯產(chǎn)品生產(chǎn)中極其重要的擴(kuò)鏈劑；MOCA為白色至淺黃色針狀結(jié)晶體，有吸濕能力，易溶于丙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺溶劑，溶于乙醇、苯、甲苯；但該類二胺擴(kuò)鏈劑在1973年，美國有人對它提出致癌嫌疑，雖經(jīng)過幾十年的系統(tǒng)毒性研究得出了否定的結(jié)論，但許多國家對MOCA的使用仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。1969年Bayer公司開發(fā)出取代MOCA的無毒型二胺擴(kuò)鏈劑，學(xué)名為3，5-二氨-4-氯苯甲酸異丁醇酯，商品名稱為B

7、aytec-1604。該擴(kuò)鏈劑熔點(diǎn)和反應(yīng)活性稍低，易于加工操作，并能賦予聚氨酯橡膠優(yōu)異的物理機(jī)械性能。但該擴(kuò)鏈劑的不足之處是它熔融后呈褐色，僅適用于制備深色的高性能PUR制品。四、醇胺類擴(kuò)鏈劑目前使用較多的醇胺類擴(kuò)鏈劑主要有乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺和N，N-雙（2-羥丙基）苯胺等。它們不僅可以作為普通聚醚合成中的起始劑，同時也能作聚氨酯材料的擴(kuò)鏈劑而用于高回彈軟泡、半硬泡和硬泡配方中，它們具有降低物料粘度，提高物料乳化能力，有利于物料充滿復(fù)雜