活性端基PU彈性體-丙烯酸封端聚氨酯(HEMAPU)的制備


    稱取所需質量聚氧化丙烯醚二醇,再加入適量醋酸溶纖劑于燒瓶中,在75℃下滴加計量的TDI,攪拌反應215 h后,取樣測定異氰酸酯基NCO含量(以二丁胺法測定),當NCO含量達到適當值時,便得到預聚物。將上述反應所得的預聚體冷卻至45℃,加入所需質量的HEMA,以二丁基二月桂酸錫作催化劑,在保持45℃下通氮氣攪拌4 h,使充分反應。加入3倍量的萃取溶劑(石油烴與芳烴的混合物),洗提3次,然后配制成50%的苯乙烯溶液密封備用。由以上實驗制備所得的各種活性端基PU彈性體性能見表1。PU 分子量由QX-08型氣相滲透儀VPO測定,粘度由NDJ-1旋轉粘度計測定。
                          表1    各種活性端基PU 彈性體性能

彈性體編號

聚氧化烯醚二醇分子量Mn

彈性體分子量

彈性體50%苯乙烯溶液粘度/cPS,25℃

HEMAPU-1

1000

1600

10001200

HEMAPU-2

2000

2600

15001600

HEMAPU-3

2000

9130

18002000

    ⑶樣品制備
    將UP、DCP、活性端基PU的苯乙烯溶液按一定比例混和均勻,經脫氣后澆入模具中,在130℃常壓下固化1 h后制得試件,在環境溫度下存放7 d后用于性能測試。

   3、結果與討論
    ⑴合成原理
    預聚:聚醚二元醇與TDI 反應生成NCO 封端的預聚物。封端:預聚物兩端的NCO基團與HEMA中的羥基完全反應。
    n HO ―Rn ―OH + (n+1) OCN ―R ―NCO ―OCN ―R ―
    ( ―NHCO―Rn ―O ―CO ―NH ―R ―)n―NCO
    ⑵UP/活性端基PU共聚物的化學反應活性端基PU分子鏈兩端帶有不飽和雙鍵,在引發劑的作用下可形成雙端自由基,參與UP的固化反應,形成UP/PU交聯共聚物。對含15% HEMAPU的189# UP做了抽提分析,樣品的丙酮抽出物含量為6%??梢酝茢嗷钚远嘶鵓U分子鏈兩端的不飽和雙鍵能夠參與UP的固化反應,橡膠彈性體與UP基體界面有良好的粘接,對提高韌性十分有利,是橡膠增韌熱固性樹脂的一個重要因素。
    ⑶活性端基PU的增韌作用和對UP其它性能的影響
    實驗表明,活性端基PU對UP增韌的同時會對其它性能有所影響。圖2-4[-page-]

.

    圖1、2顯示了各種活性端基PU彈性體對UP沖擊性能的影響。由圖中可以看出,沖擊強度隨著PU彈性體加入量的增加而增大,其中HEMAPU-2增韌效果好。HEMAPV-2加入量為20%時,189#、196#樹脂的沖擊強度分別從,未增韌時的9.8 KJ/m2、8.5 KJ/m2提高到20.4 KJ/m2、27.7 KJ/m2,說明HEMAPU對UP有明顯的增韌作用。從HEMAPU-2的增韌與HEMAPU-1比較可知,HEMAPU-2中含長柔性鏈段(聚氧化丙烯醚二醇Mn=2000)的增韌效果好。另外,當彈性體加入量相同,隨著其分子量增加、雙鍵含量降低,同樣不利于彈性體與UP 的界面粘接,增韌效果下降。


   由表2~4的數據還可以看出,隨著彈性體添加劑的加入,UP樹脂澆鑄體的拉伸、彎曲強度有所下降,且彈性體添加劑含量越多,拉伸、彎曲強度下降也越明顯。其原因一方面是由于彈性體本身的強度較低;另一方面可能是由于混合樹脂澆鑄體分相結構的界面易產生裂紋、空隙等缺陷所致。