HER扩链剂的合成及其在聚氨酯弹性体中的应用

详细介绍了一种常用的芳香族二醇扩链剂——间苯二酚双（2-羟乙基）醚（HER）的性能特点及3种主要合成方法,概述了HER在浇注型聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、高尔夫球材、聚氨酯轮胎、熔纺氨纶、聚氨酯热熔胶等领域的应用情况。     

扩链剂影响聚氨酯弹性体的耐热性

摘编自Ｕｒｅｔｈａｎｅｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, １９９９,１６（４）：３９聚氨酯弹性体的耐热性主要与分子中硬段结构与性质有关,以１,４－丁二醇（ＢＤ）为扩链剂的聚氨酯弹性体,其耐热性较以间苯二酚双（羟乙基）醚（ＨＥＲ）扩链的低。如Ｂａｙｅｒ公司的预聚体ＭＳ－２４２,系由聚酯多元醇与ＭＤＩ反应制得的,再分另以ＨＥＲ和ＢＤ扩链,制得聚氨酯弹性体。室温下,以ＨＥＲ扩链的弹性体,其邵尔Ａ型硬度为９６,１００％、２００％、３００％拉伸模量分别为１１．０、１４．５、和１８．５ＭＰａ;以ＢＤ扩链的弹性体,对应…     

HQEE/HER混合扩链的聚氨酯弹性体的性能研究

采用4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及相对分子质量均为2 000的聚ε-己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)或聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为预聚体主原料,并采用对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)/间苯二酚二羟乙基醚(HER)混合扩链剂,通过半预聚体法合成了一系列浇注型聚氨酯弹性体(PU)。通过电子拉力试验机、热失重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)和动态力学性能分析(DMA)研究其性能。研究结果表明,HQEE/HER与PCL相容性最好。当HQEE/HER摩尔比为7/3时,PCL-PU的综合力学性能最佳。由HQEE/HER扩链的PU具有较好的热稳定性; 4种低聚物二醇合成的PU具有不同的硬段结晶性和微相分离程度,其降低次序依次为PTMG-PUPCL-PUPBA-PUPCDL-PU。     

环氧乙烷法合成间苯二酚二羟乙基醚研究

以有机胺为催化剂、水为溶剂使间苯二酚与环氧乙烷(EO)醚化合成了间苯二酚二羟乙基醚(HER)扩链剂。确定了EO法合成HER较佳的工艺条件,制得的HER产品质量分数高于98.5%,收率高于82%,且批间重现性良好。母液循环利用可提高HER合成收率,但产品质量随着母液循环次数增加而降低,母液循环次数不应多于3次。     

氢酯双羟乙基醚的常压合成

聚氨酯扩链剂对苯二酚－双（2－羟乙基）醚、（氢醌双羟乙基醚HQEE）的合成方法改进成用2－氯乙醇常压醚化并选择分离得到白色和浅灰色结晶的方法。工艺简单、适用于工业化生产。     

羟丁／聚酯并用型聚氨酯弹性体的研究

本文通过端羟基聚了二烯（ＨＴＰＢ）与聚已二酸乙二醇丙二醇酯二醇并用与甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）、扩链剂２，４（或２，６）─二氨基－３，５－二甲硫基甲苯／Ｎ，Ｎ＇─双（２─羟丙基）苯胺、催化剂制备聚氨酯弹性体，研究了多元醇并用比、扩链剂并用比、制备方法等对弹性体的力学性能、动态生热性的影响，并观察了弹性体的微观结构。     

丁羟聚氯酯弹性体的制备和性能研究

丁羟聚氨酯弹性体是以丁羟液体橡胶、扩链剂211（N,N-双（2-羟丙基）苯胺）和甲苯二异氰酸酯（TDI）反应,然后用MOCA固化制备而成。本文讨论了丁羟聚氨酯弹性体的制备和性能,并将丁羟聚氨酯弹性体试件浸入油、水及丙酮试剂中,分别浸泡3、5、10和20d后,测试试件拉伸强度和断裂伸长率。结果表明,丁羟液体橡胶相对分子质量约3500,异氰酸酯基／羟基的物质的量比为5．0时合成的丁羟聚氨酯弹性体的性能优异。     

MDI系聚氨酯浇注型弹性体扩链剂的研制

介绍了ＭＤＩ系聚所酯浇注型弹性体用新型扩链剂４－羟基－Ｎ－（２－羟乙基）－丁酰胺的合成工艺，物化特性。指出扩链剂合成以无溶剂法为优。讨论了以该扩链剂制得的弹性体的性能。     

端羟基聚丁二烯型聚氨酯热塑性弹性体的制备

由端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯合成预聚力，以Ｎ，Ｎ－双（２－羟丙基）苯胺为扩链剂制备聚氨酯热塑性弹性体，考察了其力学性能随扩链系数的改变而出现的变化。用电子显微镜，红外分光光度计，差示扫描量热仪等分析了热塑性弹性体的微观结构特征。分析结果表明，弹性体内存在相分离，无结晶存在。     

三种二胺扩链剂浇注聚氨酯弹性体性能比较

以聚己二酸乙二醇酯二醇（PEA）,甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料合成聚酯型聚氨酯预聚体,分别用3,3'－二氯－4,4'－二氨基二苯基甲烷（MOCA）、二氨基二甲硫基甲苯（DADMT）和2,4－二氨基－5－巯基甲苯（TX－1）作扩链剂合成聚氨酯弹性体,比较了这3种扩链剂对浇注工艺性能及弹性体的物理机械性能的影响。实验结果表明,DADMT和TX－1两种固化剂得到的聚氨酯弹性体与固化剂（MOCA）得到的聚氨酯弹性体的力学性能相当,TX－1是一种能在常温下与预聚体进行固化反应的扩链剂,可以替代MOCA用于浇注型聚氨酯弹性体。     

室温固化型MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以不同结构多元醇和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)合成预聚体,再与不同扩链剂反应制备室温固化MDI型聚氨酯弹性体。讨论了多元醇种类、扩链剂种类、扩链系数、稀释剂用量、催化剂种类对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,结构规整的多元醇制备的聚氨酯弹性体综合性能较好;二醇类扩链剂1,4-丁二醇(1,4-BDO)和对苯二酚二羟基乙基醚(HQEE)制备的弹性体性能较好,操作工艺可行;扩链系数以0.85~1.0为宜;适宜稀释剂质量分数为5%~10%;MDI室温固化体系的催化剂可选用HDcat。     

2-羟乙基氨基甲酸-2-羟丙酯扩链聚氨酯弹性体的性能研究

以2-羟乙基氨基甲酸-2-羟丙酯或1,4-丁二醇作为扩链剂,采用二苯基甲烷二异氰酸酯、聚ε己内酯二醇或聚己二酸乙二丙二酯二醇合成了聚氨酯弹性体。采用差示扫描量热仪、动态热机械分析仪、电子万能试验机、橡胶回弹性试验机等仪器对产物进行了表征。结果表明,与1,4-丁二醇相比,HPHEC作为扩链剂时,其凝胶时间约是1,4-丁二醇的3倍,制得的聚氨酯弹性体撕裂强度提高10%～25%,同时发现其玻璃化转变温度(Tg)和力学损耗角正切(tanδ)升高。     

HQEE和BDO扩链XDI型聚氨酯弹性体的制备及表征

以间苯二亚甲基异氰酸酯(XDI)分别与扩链剂1,4-丁二醇(BDO)或对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)反应形成的链段为硬段,聚碳酸酯二醇(PCD)为软段,以异氰酸酯指数(R)为1.02或1.04制备了 4种XDI型聚氨酯弹性体,并对其结构、分子量及分布、动态力学性能和热稳定性等进行了表征.结果表明:所制备的XDI型聚氨酯...     

氢醌双羟乙基醚的常压合成

聚氨酯扩链剂对苯二酚＿ 双（２＿ 羟乙基） 醚、（ 氢醌双羟乙基醚ＨＱＥＥ） 的合成方法改进成用２＿ 氯乙醇常压醚化并选择分离得到白色和浅灰色结晶的方法。工艺简单、适用于工业化生产。     

有机硅/丁二醇扩链剂混合比对混合大二醇基聚氨酯弹性体的性能影响

以α,ω-双(γ-羟丙基)聚二甲基硅氧烷(BHPDMS)和聚氧四甲基二醇(PHMO)混合大二醇为软链段;以1,4-丁二醇(BDO)为主要扩链剂,1,3-双(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BHTD)为次级扩链剂,所有试样中硬链段均由4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和混合扩链剂所构成,且w(硬链段)=40%;采用两步溶液聚合法制备混合大二醇基芳香聚氨酯(PU)弹性体。通过力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和动力学热分析法(DMTA),研究了混合扩链剂中n(BDO)/n(BHTD)比值对该PU弹性体性能的影响。结果表明,当n(BDO):n(BHTD)=3:2时,所得PU弹性体具有优异的综合性能;引入BHTD扩链剂后,破坏了硬链段的有序性。     

交联型脂肪族聚氨酯材料的研究

研究三元醇扩链剂对脂肪族聚氨酯弹性体力学性能和血液相容性的影响。在所采用的“一步法”合成路线中,硬段为异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和小分子扩链剂,软段为聚四亚甲基醚二醇（PTMG）。在合成的过程中,加入了不同比例的三元醇扩链剂三羟甲基丙烷（TMP）,使材料的力学性能和血液相容性都得到了改善。当TMP的质量分数为20％时,材料的综合性能最好。添加三元醇扩链剂的交联型脂肪族聚氨酯的血液相容性得到明显的改善,血小板黏附的数量也明显减少。     

聚氨酯弹性体性能的影响因素

考察了不同结构多元醇、异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量等对聚氨酯弹性体(PUE)物理机械性能和动态力学性能的影响.结果表明,在无扩链剂的情况下,用7种多元醇制备的PUE中,以相对分子质量为2 000的聚己内酯多元醇制得PUE的拉伸强度最高,达到34.5 MPa;以相对分子质量为3 000的聚己二酸己二醇酯制得的PUE是一种典型的结晶高聚物;对于同一结构的多元醇.相对分子质量越大,其制得PUE的拉伸强度及扯断伸长率越大;随着异氰酸酯指数的增加,PUE的拉伸强度与邵尔A硬度增大,而扯断伸长率下降,损耗因子(tan δ)最大值略有下降,玻璃化转变温度(Tg)略有升高;用液化3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(L-MOCA)作扩链剂时,PUE的扯断伸长率均表现出大幅度的下降;用液化对苯二酚二羟乙基醚及液化间苯二酚二羟乙基醚作扩链剂时,PUE的扯断伸长率下降幅度较小;3种扩链剂均可使PUE的Tg升高,tan δ最大值减小;随着扩链剂L-MOCA用量的增加,PUE的邵尔A硬度增大,而扯断伸长率呈下降趋势.拉伸强度则先下降后升高,Tg升高,tan δ最大值减小.     

氟化聚氨酯弹性体光固化粘接性能的改性研究

分别以甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯与含氟聚醚多元醇ZDOL-1000反应,并以不同比例的三羟甲基丙烷单烯丙基醚扩链剂与自制扩链剂进行改性,获得一系列改性氟化聚氨酯弹性体。对各弹性体样品的机械性能、热力学性能和表面能进行了表征,并测试了各弹性体的光固化粘接性能。结果表明,在光固化氟碳树脂作为胶粘剂的情况下,2种扩链剂可以克服氟化聚氨酯难以附着的缺点,起到改善粘接性能的作用;三羟甲基丙烷单烯丙基醚更利于提升附着力,而且在甲苯二异氰酸酯体系中表现更突出。     

悬臂型阳离子水性聚氨酯分散体的合成

以2-乙基 -2-羟甲基氧杂环丁烷与二甲胺为原料,合成了一种亲水离子位于聚氨酯结构的侧链、且结构中不含有 β氢的阳离子亲水扩链剂 ——N,N-二甲基 -2-（二羟甲基）丁胺（DMDMOBA）,将其作为扩链剂合成了阳离子水性聚氨酯。采用 ¹H NMR和液质联用对 N,N-二甲基 -2-（二羟甲基）丁胺进行结构表征,采用马尔文激光粒度仪对阳离子水性聚氨酯乳液的粒径进行测试,采用拉伸试验机对聚氨酯胶膜拉伸强度进行测试。结果表明：与常用阳离子亲水扩链剂 N-甲基二乙醇胺（MDEA）比较,新型扩链剂合成的阳离子水性聚氨酯的亲水离子位于聚氨酯侧链,其自乳化能力好于主链型阳离子水性聚氨酯,且具有更好的抗黄变性能,合成的水性聚氨酯胶膜力学性能也优于主链型阳离子水性聚氨酯。     

扩链剂对PPG-1000/MDI体系聚氨酯弹性体阻尼性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、MDI-50与不同的二醇扩链剂采用二步法合成PPG-1000/MDI体系的聚氨酯(PU)弹性体,并对其阻尼性能进行了测试。结果表明,扩链剂对PPG-1000/MDI体系的聚氨酯弹性体的阻尼性能有明显影响。加入含侧甲基和醚键的扩链剂在不同程度上提高了聚氨酯弹性体的阻尼因子(tanδ),拓宽其阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。