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江苏聚氨酯胶科普丨提高聚氨酯材料耐热性能的方法和手段

来源:https://shayugufen.cn 作者:有行鲨鱼 发布时间:2019-12-26
江苏聚氨酯胶科普丨提高聚氨酯材料耐热性能的方法和手段以下内容由有行鲨鱼聚氨酯胶整理发布。

江苏聚氨酯胶科普丨提高聚氨酯材料耐热性能的方法和手段
聚氨酯是主要基于二异氰酸酯,扩链剂和低聚物多元醇的聚合物材料,并具有橡胶和塑料的综合性能。它具有良好的机械性能,耐磨性,耐油性,抗撕裂性,耐化学性,抗辐射性,良好的附着力等优良性能,但其工作温度一般为80℃不要超过100°C的材料会变软并变形,性能会明显下降,短期使用温度不会超过120°C,严重限制了在高温领域的使用。
低聚物多元醇,异氰酸酯,扩链剂,催化剂,聚合工艺条件,分子内基团的引入,填料的添加以及影响具有纳米材料的化合物的弹性体耐热性的因素。
一,原料对聚氨酯弹性体耐热性的影响
聚氨酯弹性体由软链段(主要分为聚酯,聚醚和聚烯烃多元醇的低聚多元醇)和硬链段(二异氰酸酯和扩链剂)组成。低聚物多元醇的相对分子量是多分散的,而多异氰酸酯通常是异构体的混合物,其存在破坏了硬链段的规则性并降低了弹性体的耐热性。严格控制原料的纯度并降低缩二脲和氨基甲酸酯等热稳定性低的基团的摩尔分数,可以提高弹性体的耐热性。
江苏聚氨酯胶-低聚物多元醇
通过不同结构的低聚多元醇和相同的异氰酸酯与最高的伯醇和最低的叔醇反应生成的氨基甲酸酯具有非常不同的热解温度。这是因为靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易。对于骨折。酯基的热稳定性较好,醚基碳原子上的氢很容易被氧化,因此聚酯聚氨酯的耐热性优于聚醚聚氨酯。聚酯聚氨酯有多种对热性能影响很小的聚酯类型。
在聚醚聚氨酯的情况下,聚醚的类型对耐热性有一定影响。例如,分别由聚氧丙二醇和聚四氢呋喃二醇(PTMG)制备的甲苯二异氰酸酯(TDI),3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA))和聚氨酯的温度为121°C。老化7天后,两者之间的拉伸强度存在明显差异。保留率为44%,后者为60%。低聚多元醇的相对分子量或链长不会显着影响聚氨酯热分解的特征分解温度。刘良兵研究了聚酯和聚醚聚氨酯的降解机理,并分析了影响耐热性的因素。已经得出结论,聚酯聚氨酯弹性体的耐热性优于聚醚的耐热性。
江苏聚氨酯胶-异氰酸酯
硬链段是影响聚氨酯弹性体耐热性的主要结构元素。硬链段的刚性,规则性和对称性越高,弹性体的热稳定性就越高。硬链段的质量分数增加,形成硬链段的更有序的准晶体结构。这使两相相反,使硬链段相连续,并使软链段分散到硬链段相,从而提高了弹性体在高温下的伸长率。强度和耐热性。从分子结构的角度来看,二苯基甲烷二异氰酸酯(MD1)类似于TDI分子结构,均包含NCO基团和苯环结构,但由于其结构简单,刚性,规则性和对称性,其弹性体较弱。微相分离的程度不足,并且所制备的弹性体具有平均热稳定性。通常,异氰酸酯的纯度越高,异构体越少,所得聚氨酯弹性体的规则性和对称性越高,并且耐热性越高。结构化的异氰酸酯硬链段易于聚集并改善微相分离的程度。硬链段之间的极性基团形成氢键以形成硬链段相的结晶区域,从而增加了整体结构的熔点。
例如,1,5-萘二异氰酸酯(ND1)具有芳族萘环结构,因此分子链非常规则,并且合成的弹性体具有优异的性能。 Zhen Jianjun及其同事合成了含有NDI的聚氨酯弹性体和含有聚己二酸丙二醇丙二醇(PEPA)的TDI,并且通过热失重分析,NDI聚氨酯弹性体的热分解温度高于TDI聚氨酯弹性体。我发现它很贵。另外,比较弹性体在不同温度下的机械性能表明高温保持性表明NDI型聚氨酯弹性体比TDI型聚氨酯弹性体具有更好的耐热性。
由于PPDI的结构规则性,由对苯二甲酸二异氰酸酯(PPD1)制备的PPDI型弹性体的耐热性是MDI和TDI型弹性体的几倍。此外,1,4-环己烷二异氰酸酯(CHD1)由于其简单的分子结构,高对称性和规则性以及强结晶性而表现出出色的相分离。李芬等。将CHDI聚氨酯弹性体的关键物理性能与用MDI,PPDI和亚甲基二环己基-4,4'-二异氰酸酯(HMD1)制成的聚氨酯弹性体进行了比较。结果表明,当硬链段的含量较低时,CHDI聚氨酯弹性体比MDI,HMDI甚至PPDI弹性体具有更高的硬度,并且在高温下具有更好的机械性能。
另外,基于过量异氰酸酯的三聚催化剂的添加或后硫化过程在弹性体中形成稳定的异氰酸酯交联,从而提高弹性体的耐热性。
江苏聚氨酯胶-催化剂
脂环族异氰酸酯的反应性较低,需要将催化剂添加到反应系统中,以按预期的方向和速度驱动反应。最实用的催化剂是有机金属化合物,高分子有机羧酸和叔胺化合物也可以促进异氰酸酯的化学反应。
等。使用PTMG,异佛尔酮二异氰酸酯(1PDl),1,4-丁二醇(BDO)和各种催化剂合成异丁烯酸酯弹性,这些催化剂为异辛酸亚锡,二月桂酸二丁锡和助催化剂K.研究了催化剂类型对弹性体的机械性能,光学透明度,反应度和热稳定性的影响。异辛酸亚锡和其助催化剂K的复合催化剂的使用使助催化剂K吸收了NCO基团和水之间的反应释放的CO2,并促进了交联的形成。结果表明,该合成物具有优异的机械性能和优异的热稳定性。
江苏聚氨酯胶-交联剂
聚氨酯弹性体的优越性能与物理和化学交联密切相关。物理交联是在硬链段和软链段之间形成的氢键。化学交联是由交联剂形成的分子之间的共价交联。
化学交联的形成阻碍了软链段的迁移。这样,构成格子的空间的自由度降低。这不会促进软链段的结晶并防止硬链段靠近在一起。降低微相分离的程度。张小华等。使用异佛尔酮二异氰酸酯,聚氧化丁二醇,1,4-丁二醇和聚氧化丙烯三醇(N3010)为原料一步一步合成了透明聚氨酯弹性体。 FT-IR,TG和其他方法研究了物理和化学交联对聚氨酯弹性体的机械性能,光学透明度和热稳定性的影响。结果是,通过添加交联剂Triol N3010,聚氨酯弹性体在硬链段之间交联,与没有交联剂的聚氨酯弹性体相比,其透光率,热稳定性和机械性能得到了显着改善。表示
江苏聚氨酯胶-扩链剂
扩链剂对耐热性的影响与其刚性有关。通常,刚性链段含量越高,弹性体的耐热性越好。黄志雄等。已避免使用4,4'-二苯甲烷-5-马来酰亚胺和3,3'-二氯-4,4'-二苯甲烷二胺(BMI-MOCA)扩链剂。由于MOCA的高活性,大产品它提供了适合铸造的条件,并且易于合成高硬度聚氨酯弹性体。由于刚性链段的相对增加,BMI芳环结构的引入显着改善了聚氨酯弹性体的热稳定性。
此外,氢醌二羟乙基醚(HQEE)扩链剂是一种新型的无毒扩链剂,可替代MOCA。它具有许多优点,并且广泛用于聚氨酯弹性体中,以提高聚氨酯的耐热性和抗撕裂性。断裂强度和橡胶储存稳定性。
聚合工艺条件对弹性体耐热性的影响
脲基和氨基甲酸酯基团的热稳定性大于氨基甲酸酯和缩二脲的热稳定性,这表明弹性体分子中脲基和氨基甲酸酯基团的摩尔分数增加而脲基甲基减少。碱基和缩二脲基的摩尔分数可以改善弹性体的热稳定性。这意味着该反应产生尽可能多的脲基和氨基甲酸酯,因为可以严格控制工艺条件,特别是反应物的量和纯度。该基料对于提高弹性体的耐热性非常重要。二胺扩链硫化形成脲基,控制NCO和脲基形成缩二脲,芳族二异氰酸酯的使用可有效提高聚氨酯弹性体的耐热性。
聚氨酯反应通常包括一步法,预聚合和半预聚合方法。尽管一步法相对简单,但是产物的分子结构经常是不规则的,导致性能较差,并且预聚合方法和半预聚合方法是优越的。
该德国专利报道了通过半预聚合方法制备的软化温度为147℃的聚氨酯弹性体。另外,在约120℃的温度下持续超过4小时的后固化条件改善了聚氨酯胶粘剂浇铸胶的耐热变形。
改性对聚氨酯弹性体耐热性的影响
1.有机硅改性对弹性体耐热性的影响
有机硅具有独特的结构,出色的耐高温和低温性,抗氧化性,出色的电绝缘性和热稳定性,出色的透气性和生物相容性。耐热性好,其热变形温度可以达到190℃。
其优异的耐热性的原因在于,一方面,SiO2键的热稳定性好,另一方面,主要由硅氧烷组成的软链段具有出色的柔韧性,这有利于微相分离。 Stanciu A等。交联聚(L-醇)乙二醇(PEGA)

标签: 聚氨酯胶 江苏聚氨酯胶 聚氨酯材料
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