以四氫呋喃—環(huán)氧丙烷共聚醚和2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI-100)為原料合成聚氨酯(PU)預聚體，再分別與聚氨酯(PU)預聚體擴鏈劑TX-2、E-300和MOCA反應制備PU彈性體。討論了預聚體NCO基含量、聚氨酯(PU)預聚體擴鏈劑類(lèi)型、擴鏈系數、硫化溫度對PU彈性體力學(xué)性能的影響。

結果表明，提高預聚體NCO基質(zhì)量分數，可使彈性體的硬度、拉伸強度、300%定伸應力和撕裂強度明顯提高，扯斷伸長(cháng)率則下降;TX-2制備的彈性體綜合性能低于MOCA和E-300制備的彈性體;當擴鏈系數從0.8提升至0.95時(shí)，彈性體的拉伸強度、300%定伸應力和扯斷伸長(cháng)率均明顯提高;但當聚氨酯(PU)預聚體擴鏈劑擴鏈系數大于0.95時(shí)，上述各項性能指標迅速降低;TX-2為擴鏈劑制備的PU彈性體的最佳硫化溫度為80~100℃;與E-300和MOCA相比，TX-2為擴鏈劑制備的彈性體耐熱空氣老化性能較差。

通過(guò)預聚體（E93A）與兩種不同的擴鏈劑4，4'-甲撐-雙-（2-氯苯胺）（MOCA）、4，4'-甲撐-雙-（2，6-二乙基-3-氯苯胺）（mcdea）澆注聚氨酯彈性體（PUE），對二者性能進(jìn)行了比較，結果表明，mcdea擴鏈的PUE樣品分子結構穩定，提高了微相分離程度，綜合力學(xué)性能和熱性能均較高。

使用不同的擴鏈劑不僅影響聚氨酯彈性體（PUE）的硬段結構，而且影響到PUE的熱穩定性。MOCA與mcdea均有2個(gè)氨基，含4個(gè)活潑氫原子，不同之處在于mcdea在氨基的鄰位碳原子上引入乙基，使氨基的鄰位碳原子上沒(méi)有氫原子，且氨基與氯原子處于間位的位置，而MOCA分子結構中，氨基與氯原子處于鄰位。

在2種擴鏈劑與預聚體聚合時(shí)，mcdea在分子結構中的乙基與預聚體分子鏈可形成分子間氫鍵，分子間作用力較MOCA合成的PUE強，而且氨基與氯處于間位，當氯與分子鏈形成氫鍵時(shí)，PUE形成交聯(lián)的結構更加穩定。

產(chǎn)品名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
   

分子式:C21H30N2
   
分子量:310.49‍
   
CAS: 13680-35-8

4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯（PU）擴鏈劑和環(huán)氧樹(shù)脂（EP）固化劑。能改善制品的機械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體（CPU）、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯（TPU）。EP領(lǐng)域適用于加工、預浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹(shù)脂固化劑。

mcdea擴鏈形成的PUE彈性體具有較低的軟段的玻璃化轉變溫度，又具有較高的硬鏈段的軟化溫度，軟硬鏈段之間的相分離得到了改善。所以，基于mcdea的低硬度彈性體，在低溫時(shí)顯示出較強的力學(xué)性能；基于mcdea的高硬度彈性體，在高溫下顯示出較好的力學(xué)性能。

本研究采用自行研發(fā)的MOCA、mcdea兩種擴鏈劑分別對聚氨酯預聚體（E93A）進(jìn)行擴鏈，制備出兩種PUE產(chǎn)品，對比兩種產(chǎn)品在力學(xué)性能與熱性能上的區別，為應用兩種擴鏈劑，特別是應用mcdea擴鏈劑提高PUE性能提供實(shí)驗依據。

合成。按擴鏈系數為0.95，將擴鏈劑MOCA或MC-DEA加熱至熔融，加入脫泡后的聚氨酯預聚體中，在85℃進(jìn)行混合、攪拌后，迅速轉移到模具中，放入硫化溫度130℃的平板硫化機中，10MPa壓力下硫化45min，取出后在110℃的烘箱中靜置16h，進(jìn)行二次硫化。其中，MOCA擴鏈的PUE為1#樣品，mcdea擴鏈的PUE為2#樣品。

性能測試。機械性能測試：室溫下測定PUE的拉伸性能，拉伸速率為500mm/min，試樣長(cháng)20mm，寬4mm，厚2.02～2.25mm；DSC分析：溫度范圍是常溫到350℃，升溫速率10℃/min；TGA分析：分別在氮氣、空氣兩種氣氛下進(jìn)行測試，溫度范圍是常溫到500℃，升溫速率10℃/min；DMA分析：溫度范圍20～200℃，升溫速度10℃/min。

力學(xué)性能比較。2#樣品體現了較好的撕裂強度、定伸應力與伸長(cháng)率，但1#樣品有較好的拉伸強度。2#樣品由于硬段脲基的氫鍵更多地連接到軟段酯的鏈上而導致硬段相分散到軟段相中，并且形成軟、硬段的兩相分離結構，綜合力學(xué)性能較1#樣品顯著(zhù)提高；而1#樣品中分子鏈之間的交聯(lián)較2#樣品少，縱向伸長(cháng)取向度大，拉伸強度較2#樣品略高。

DSC分析比較。1#樣品在204.9℃、270.4℃、309.1℃處有3個(gè)吸熱峰，2#樣在238.0℃、309.1℃處有2個(gè)吸熱峰。PUE本身處于高彈態(tài)，吸熱峰的溫度可分別認為是軟段的軟化溫度與硬段的軟化溫度，其中，1#樣品309.1℃為硬段二次軟化溫度；2#樣品的軟、硬段軟化溫度分別高于1#樣品，而且軟、硬段軟化溫度的差值大于1#樣品，說(shuō)明2#樣品較1#樣品分子結構穩定，而且軟、硬段的相分離程度較好。

文章版權：張家港雅瑞化工有限公司

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