聚氨酯
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一、什么是聚氨酯聚氨酯是指在高分子主链上含有重复单元结构--氨基甲酸酯基团-NHCOO-的高分子化合物统称。
一般聚氨酯由多氰酸酯与多元醇反应合成,目前工业上聚氨酯的合成主要手段。
在学术领域,对非异氰酸酯型聚氨酯也展开了研究,但离工业化还有一段距离,主要还处于实验室研发阶段。
在聚氨酯分子中,除氨基甲酸酯基团外,还有脲、缩二脲等基团,以及原料多元醇中所含有的酯键和醚键,水性聚氨酯中还包括离子型的羧基等。
所以,多异氰酸酯与多元元醇合成的聚氨酯分子中,氨基甲酸酯基团在整个分子链段中只占少数。
因此,从广义上讲,聚氨酯是异氰酸酯的加聚物。
现在人们把其他一些由异氰酸酯合成的聚合物也归类在聚氨酯里,如在高分子主链上含有重复单元-NHCONH-的聚脲,也作为聚氨酯来论述。
二、聚氨酯的基本结构特征聚氨酯由多异氰酸酯(通常为二异氰酸酯)与二元醇(小分子二元醇、聚酯或聚醚、多元胺等)通过逐步聚合反应合成,所以在其分子链上,主要由具有柔性的聚酯或聚醚和异氰酸酯与小分子二元醇生成的硬段链组成。
由于聚酯或聚醚的分子链段一般比较长,且具有良好的柔性,一般将其称为软段;而异氰酸酯与小分子二元醇生成的分子链段,且由于分子间氢键的作用而具有较强的结晶性能,所以一般称之为硬段。
综上所说,聚氨酯是由软段与硬段所组成的嵌段聚合物。
在聚氨酯弹性体聚集态结构中,分子中的刚性链段,由于其内聚能很大,彼此缔合在一起,形成许多被称为微区的小单元,这些小单元的玻璃化温度远高于室温,在常温下它们呈玻璃态、次晶或微晶,因此把它们称之为塑料相。
聚氨酯弹性体分子链中的柔性链段也聚集在一起,构成聚氨酯橡胶的基质或基体,由于其玻璃化温度低于室温,故称之为橡胶相。
软段与硬段在聚氨酯中按各自的性质聚集,形成软段微区与硬段微区。
软段微区与硬段微区由于性质不同而形成相分离结构,软段相为聚氨酯材料提供柔顺性,硬段相则起着物理交联点的作用。
软段与硬段的相分离结构,使聚氨酯材料具有优良的弹性。
聚氨酯及其特点聚氨酯及其特点00聚氨酯及其特点1.聚氨酯聚氨酯是一类含有重复的氨基甲酸酯链段的高分子化合物。
应当注意的是,它是一大类聚合物的统称。
它是由含有-NCO基团的异氰酸酯与含有活泼氢的化合物反应的产物。
利用这类反应可以得到的产品有聚氨酯软泡(俗称海绵)、硬泡、弹性体、微孔泡沫、自结皮泡沫、黏合剂、涂料、纤维等。
这些产品的应用领域涉足工业、农业、日常生活、国防等国民经济及军事等各领域。
就其应用的广泛程度及其应用的跨度而言,几乎没有另外一种合成材料能与之相提并论。
这些都离不开其独特的制造方法和优异的物理性能以及合理的经济指标,这对于其迅速的发展速度起到极大地推动作用。
我国的聚氨酯工业虽然比较发达国家而言,起步很晚,但是增长速度之快已经令世界震惊。
在近20年间,其平均增长速度超过了12%,有的品种则达到了20%以上。
在建筑行业的应用也取得了惊人的进展,尤其是在建筑的保温方面,近年来已成为了重要的并广为人知的材料。
2.聚氨酯泡沫--其应用如何氨酯泡沫是聚氨酯大类中,最为重要的子项之一,也是聚氨酯中最主要的品种。
聚氨酯泡沫又可分作诸多子项,但一般分作硬质泡沫(简称"硬泡"),软质泡沫(简称"软泡")和半硬质泡沫。
其中硬泡是建筑领域最为重要的一种材料,它是一种具有一定刚性的泡沫塑料严品,其主要用于保温、充填和隔声等。
在保温方面的应用有:冰箱、热水器、太阳能、水箱、建筑屋面、冷库、活动板房、冷藏车、保温集装箱、粮库保温、啤酒罐体及桶类、城市集中供热管道、化工管、罐类、船舶等。
在充填方面的应用有:防盗门及车库门内夹层的充填,建筑物穿壁管、线的封堵,雷达天线罩,矿井封闭,隧道的防水渗透及顶板加固材料等。
用于隔声方面有:大型建'筑物,如会议厅、游泳馆,剧场等天花板,机车顶部的吸声等。
软.泡是一类柔性聚氨酯泡沫、其品种主要有大块软泡(俗称"海绵")、高回弹软泡、自结皮泡沫以及热模塑软泡。
聚氨基甲酸酯聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。
它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。
通过改变原料种类及组成,可以大幅度地改变产品形态及其性能,得到从柔软到坚硬的最终产品。
聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体(聚氨酯弹性体主要又包含热塑性TPU和热固性―多以浇注工艺实现CPU)、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等,广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
聚氨基甲酸酯,是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物,该单元由异氰酸基和羟基反应而成,反应式如下:-N=C=O+HO-→-NH-COO-聚氨酯涂层剂聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类,它的优势在于:涂层柔软并有弹性;涂层强度好,可用于很薄的涂层;涂层多孔,具有透湿和通气性能;耐磨,耐湿,耐干洗。
其不足在于成本较高,耐气候性差;遇水、热、碱要水解。
TPU涂层剂按组成分类有:聚酯系聚氨酯;聚醚系聚氨酯;芳香族异氰酸酯系聚氨酯;脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。
按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。
在大分子主链上含有—NHCOO—基团的重复结构单元的聚合物统称为聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯(PU)。
它是由有机多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。
人们常见的聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体的形式出现。
硬质聚醚型塑料(Rigid Polyether Polyurethane Foams)理化性质密度:0.04~0.06g/cm3(25 摄氏度),拉伸强度:0.147MPa,弯曲强度:0.196MPa,导热系数:0.035W/(m.K) 。
该制品最大特点是:可根据具体使用要求,通过改变原料的规格、品种和配方,合成所需性能的产品。
聚氨酯是什么材料聚氨酯是一种重要的聚合物材料,具有优异的物理性能和化学性能,被广泛应用于建筑、汽车、家具、鞋材、涂料等领域。
聚氨酯的种类繁多,包括聚醚型、聚酯型、聚醚酯型等,每种类型都有其独特的特点和用途。
本文将介绍聚氨酯的基本性质、制备方法、应用领域以及未来发展趋势,以便读者对聚氨酯有更深入的了解。
聚氨酯是一种由异氰酸酯和多元醇经过聚合反应而成的聚合物材料。
它具有优异的耐磨性、耐油性、耐溶剂性和耐老化性,同时还具有较好的弹性和韧性。
这些优秀的性能使得聚氨酯在各个领域都有着广泛的应用。
聚氨酯的制备方法多种多样,主要包括预聚体法、直接合成法和溶液聚合法。
其中,预聚体法是将异氰酸酯和多元醇预先聚合形成聚氨酯预聚体,再通过加热或加入催化剂进行交联反应得到最终的聚氨酯制品。
直接合成法则是直接将异氰酸酯和多元醇混合反应得到聚氨酯。
溶液聚合法则是将异氰酸酯和多元醇溶解在溶剂中,再通过加热或加入催化剂进行聚合反应。
聚氨酯在建筑领域中被广泛应用于保温材料、密封材料和涂料等方面。
由于其优异的隔热性能和耐候性,聚氨酯保温材料被广泛应用于建筑物的保温和节能。
此外,聚氨酯密封材料也被广泛应用于建筑物的密封和填缝,具有优异的耐候性和耐腐蚀性。
在汽车领域,聚氨酯被用作汽车座椅、缓冲材料和车身涂料等,具有良好的舒适性和耐磨性。
在家具和鞋材领域,聚氨酯也被广泛应用于软垫、填充材料和涂料等,具有良好的弹性和耐磨性。
未来,随着科学技术的不断发展,聚氨酯材料将会在更多领域得到应用。
例如,聚氨酯在医疗器械、航空航天和新能源领域的应用将会更加广泛。
同时,绿色环保的聚氨酯制备方法也将会得到更多的关注和研究。
综上所述,聚氨酯作为一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用前景和发展空间。
通过不断的研究和创新,相信聚氨酯将会在更多领域展现出其优异的性能和应用价值。
聚氨酯pu是什么材料聚氨酯(PU)是一种非常重要的聚合物材料,它在我们日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
聚氨酯是一种独特的材料,具有许多优异的性能和广泛的应用领域。
本文将对聚氨酯的定义、特性、用途和制备方法进行较为全面的介绍,希望能够帮助读者更好地了解这一材料。
首先,让我们来了解一下聚氨酯的基本定义。
聚氨酯是一类由异氰酸酯和多元醇经过聚合反应而成的高分子材料。
它的分子结构中含有酯键和脲键,这种特殊的结构赋予了聚氨酯许多独特的性能。
聚氨酯可以通过改变原料的种类和比例来调节其硬度、弹性、耐磨性等性能,因此具有很强的灵活性和可塑性。
聚氨酯具有许多优异的性能,使得它在各个领域都有着广泛的应用。
首先,聚氨酯具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,因此常被用于制作密封件、管道、阀门等耐磨耐腐蚀的零部件。
其次,聚氨酯具有良好的弹性和吸震性能,因此常被用于制作汽车零部件、鞋底、运动器材等。
此外,聚氨酯还具有优异的绝缘性能和耐候性,因此常被用于制作绝缘材料、建筑密封材料等。
总之,聚氨酯在汽车、建筑、家电、医疗、运动器材等领域都有着广泛的应用。
那么,聚氨酯是如何制备的呢?一般来说,聚氨酯的制备过程主要包括预聚体的合成和聚合反应两个步骤。
首先,异氰酸酯和多元醇在一定的条件下发生缩聚反应,形成预聚体。
然后,通过控制反应条件(如温度、压力、催化剂等),使预聚体发生聚合反应,最终形成聚氨酯。
在实际生产中,可以根据需要选择不同种类和比例的原料,以获得具有不同性能的聚氨酯材料。
总的来说,聚氨酯是一种具有优异性能和广泛应用领域的重要材料。
它的制备过程复杂,但通过合理选择原料和控制反应条件,可以获得具有不同性能的聚氨酯材料。
相信随着科学技术的不断发展,聚氨酯材料将会在更多领域得到应用,并为人类社会的发展做出更大的贡献。
聚氨酯是什么材质聚氨酯是一种多功能的高分子材料,其特殊的化学结构和优异的性能使得它广泛应用于各个领域。
它由部分异氰酸酯与部分聚醚、聚酯或聚醇等聚合反应生成,可以形成泡沫、胶粘剂、弹性体和涂料等不同形态。
聚氨酯的制备过程根据不同的应用领域和要求有所不同。
通常情况下,通过将异氰酸酯与聚醇在一定的温度和压力下反应,生成聚氨酯。
该反应是一种聚合酯化反应,所以也被称为聚酯型聚氨酯制备方法。
除了聚醇和异氰酸酯外,可以使用一些助剂来改变聚氨酯的性能,如催化剂、稳定剂和增容剂等。
聚氨酯材料具有许多独特的性能和特点。
首先,聚氨酯具有较高的耐磨性和耐腐蚀性,在不同的环境条件下都能保持较长的使用寿命。
其次,聚氨酯有较好的耐温性能,可以在宽温度范围内保持其物理和化学性质的稳定性。
此外,聚氨酯还具有较高的弹性模量和刚度,可以用于制造各种弹性体和结构件。
聚氨酯还有很多其他的特性,因此得到了广泛的应用。
首先,聚氨酯是一种优良的绝缘材料,具有较低的热导率和电导率,因此可以用于制造电气绝缘件。
其次,聚氨酯具有较好的粘附性能,可以与许多不同的材料粘合,例如金属、塑料、玻璃等。
此外,聚氨酯还具有优异的阻燃性能和耐候性能,可以在恶劣的环境中长时间使用而不受影响。
在建筑和装饰领域中,聚氨酯被广泛应用于泡沫材料的制备。
聚氨酯泡沫材料具有优异的隔热性能和抗压性能,可以用于建筑物的保温和隔音。
此外,由于聚氨酯材料具有较低的密度和良好的成型性能,因此可以制作出各种形状和尺寸的泡沫材料,满足不同场合的需求。
在汽车和交通工具制造领域中,聚氨酯广泛用于制造座椅和缓冲材料。
由于聚氨酯具有较好的弹性和柔软度,可以提供良好的座椅舒适性和减震效果。
此外,聚氨酯还可以制作各种密封件和橡胶支撑件,用于汽车和交通工具的密封和减振。
总之,聚氨酯是一种多功能的高分子材料,具有优异的性能和特性,因此在各个领域都得到了广泛应用。
它的制备方法多样化,可以根据不同需求进行调整和改进。
防水材料聚氨酯
聚氨酯(Polyurethane)是一种常见的防水材料,具有以下特性:
1. 强大的粘接能力:聚氨酯材料能够与多种其他材料牢固粘接,例如混凝土、钢铁、木材等,有效防止水分从接缝渗透。
2. 弹性和耐久性:聚氨酯具有良好的弹性,能够在材料遭受压力或变形时回复原状,并且能够长期保持弹性,不易老化和损坏。
3. 耐化学腐蚀:聚氨酯对多种化学物质具有较强的抗腐蚀能力,能够在恶劣的环境下使用,不易被酸碱等物质侵蚀。
4. 高强度和耐磨性:聚氨酯具有较高的强度和耐磨性,能够经受一定的外力和磨损,不易破裂或磨损,能够长期使用。
5. 超低温性能:聚氨酯具有良好的低温柔韧性,即使在极低的温度下,材料依然能够保持柔韧性和防水性能。
6. 施工简单方便:聚氨酯材料施工简单方便,可以通过刷涂、涂覆、喷涂等方式进行,不需要额外的复杂工具和设备。
聚氨酯材料常用于各种防水领域,包括建筑防水、船舶防水、地下室防水、屋顶防水等。
在建筑防水中,聚氨酯涂膜被广泛应用于屋面、地下室、浴室等区域的防水工程,有效地防止水分渗透,提高建筑物的耐久性和使用寿命。
总之,聚氨酯作为一种优秀的防水材料,具有粘接能力强、耐久性好、抗化学腐蚀等特性,广泛应用于各种防水场合,为建筑、工程和船舶等提供可靠的防水保护。
有机涂层的研究进展67 (2010) 274–280有机涂层的研究进展期刊主页:/locate/porgcoat扩链剂和选择性催化剂对热氧化水性聚氨酯分散体的稳定性影响Suzana M. Caki´ca,∗, Ivan S. Risti ´cb, Dragan M. Djordjevi´ca, Jakov V. Stamenkovi´ca, Dragan T. Stojiljkovi ´caa保加利亚技术学院,oslobodjenja 124 ,塞尔维亚,莱斯科瓦茨16000b技术学院/ BUL 。
脐橙Lazara 1/Novi悲伤21000 ,塞尔维亚摘要基于聚丙二醇(PPG ),二羟甲基丙酸的聚氨酯水分散体(DMPA), 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)由不同的选择性催化剂制备传统的预聚异氰酸酯过程。
使用两种类型的扩链,乙二醇(EG)和丙二醇(PG )。
聚氨酯分散的特点是使用热动态方法。
在动态方法中,升温速率为0.5,1,2和10 ◦ C /分钟在30-500◦ C范围,降级为0.025,0.05 ,0.10◦ C/分钟。
从阿列纽斯图得出活化能在23到117kJ / mol、≥0.05水分散体,其取决于温度区间,选择性的催化剂,扩链剂的类型和降解度。
以乙二醇为扩链剂的聚氨酯水分散体,与更多的选择性催化剂,显示了较高的热稳定性。
动态方法提供不同的退化过程存在的证据和适用于评价的更高程度的降解动力学参数。
关键词聚氨酯水分散体热氧化动态方法热稳定性选择性催化剂活化能1、介绍在成本不断降低和控制挥发有机化合物的排放量的同时,水基树脂的使用正在增加,促进了聚氨酯分散在水中的发展。
目前这些产品与众多的传统的溶剂型涂料的功能呈现在超高分子量低粘度的优势和良好的适用性。
聚氨酯可以量身订做,并有多种应用。
基本上,线性热塑性聚氨酯的合成是由一个甲烷二异氰酸酯预聚物和聚醚多元醇的反应(主要是聚醚和聚酯)。
以NCO为终端的聚氨酯链用乙二醇扩链形成酯基。
低分子量的乙二醇和胺类扩链剂在聚氨酯纤维,弹性体,粘合剂,和皮革和微孔泡沫聚合物形态中发挥重要作用。
这些材料的弹性性能来自软硬共聚物的聚合物分部,如聚氨酯硬段域的交叉连接之间的无定形聚醚(或聚酯)软段域服务相分离。
此相分离发生的原因主要非极性,熔点低软段是极高熔点的硬段不相容。
软段,这是由超高分子量多元醇形成的,是流动的,通常出现在盘绕形成,而硬段,这是由异氰酸酯和扩链的形成,是僵硬,动弹不得。
由于硬段与软段共价偶联,抑制聚合物链的塑性流动,从而创造了弹性的弹性。
机械变形后,软段的一部分因卷曲而紧张,硬段变得与应力方向一致。
这种调整的硬段和由此产生的强大的氢键有助于拉伸强度高,伸长率,耐撕裂值。
扩链剂的选择,也决定了弯曲,热,耐化学品性能。
如果一种低分子量二醇扩链反应步骤中的-NCO基终止的预聚物发生反应,聚氨酯的联系也将形成。
因此,对于聚氨酯以乙二醇和丙二醇为扩链剂与选择性的催化剂是首要的。
在水溶性聚氨酯发展方面,最主要的方向是找到防止与水发生二次反应实现最好交联的方法。
一个新颖的方法来控制水的不良反应是使用催化剂选择性催化异氰酸酯,多元醇反应,而不是异氰酸酯与水反应。
相对选择性(s)是通过Werner Blank法,也就是聚氨酯(purethan)红外峰值区域与尿素红外线峰值区域(purea)比率的方法来测定的。
聚氨酯的最大特征吸收(1700厘米-1 ,1540厘米-1 )和尿素(1640厘米-1 ,1570厘米-1 )已完成整合后,计算出相对选择性。
锰催化剂、Mn (III) - diacetylacetonatomaleate复合体与根据乙酰丙酮化合物的各种各样的配合基的和顺丁烯二酸,用于某些实验与买得到的锆催化剂比较,显示了异氰酸盐羟基反应的一种高选择性。
锆催化剂是专有的锆tetra dionato混进0.4%的金属含量的无功溶剂中得到。
弗林审查了高分子材料使用热重分析(TGA)加速的退化条件下的生命时间服务的预测。
从降解的动力学研究,可以计算活化能从阿伦尼乌斯相关。
此参数可用于预测材料的稳定性。
例如,5%的重量损失是一个合理的准则,用于定义服务温度下材料的寿命。
同样,活化能还可以通过不同的加热速率动态实验及各种百分比的退化来评价。
事实上,聚氨酯降解机制是非常复杂。
通过光谱分析,其中涉及聚氨酯键的断开是在210摄氏度下实现的,形成异氰酸组分和羟基组分。
由几个研究人员做过热降解聚氨酯材料。
特别是,在某些情况下作为"指纹"识别商业聚氨酯提出了降解曲线和组成的类型即异氰酸酯/多元醇的链扩展程序或交联剂、聚氨酯,被发现直接影响热稳定性。
聚氨酯水分散类材料在表面涂料行业正变得越来越重要。
他们的应用范围包括建筑、汽车、包装、运输、电子、纺织、磁带、纸、鞋类等领域。
在本文中论述了扩链剂和选择性催化剂的类型对不同类别的水性聚氨酯分散液热氧化抗性的影响。
这是基于热重分析的动态方法,以评估热稳定性聚氨酯水分散体的应用。
1.1动力学分析热氧化实验一般是通过体重减少和退化程度的百分率W%衡量的。
α定义为:W% = 100 ×(w0 − w)/w0 (1a)α= (w0 − w)/w0 (1b)w0和w分别为样品最初的重量和实际重量。
在动态方法中,几个加热率β的使用与相应温度下一定的重量损失百分率有关,根据:这里A DYN指前数的因子,E act-DYN是活化能,Tα是绝对温度,α是达到的退化程度。
A DYN代表在无限温度下一定比例的重量损失的加热速率β:值越低,材料的稳定性越好。
热氧化过程的动力学取决于活化能和指前数的因子。
2实验2.1原料使用下列试剂没有进一步纯化:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双羟甲基丙酸酸(DMPA),是由爱秩序化学有限公司提供,乙烯乙二醇(EG) 和丙二醇(PG) 从曙光报、塞尔维亚获得提供的。
梅尔克-舒哈特从收到了吡咯烷1-甲基-2-酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF) 和三乙胺(TEA)。
聚(丙二醇) (PPG) (锰= 1000,羟基值111mgKOH/g,干下真空引水,在120 ◦C)。
二月桂酸(DBTDL) 是由德国拜尔公司提供的。
锆催化剂(ZrCat) 是由国王工业公司,诺瓦克,CT,美国提供的。
锰催化剂(MnCat) 已用于金属含量的0.4%的活性稀释剂。
2.2预聚体的合成水性聚氨酯分散体准备使用预聚体法。
聚酯(丙二醇)和双羟甲基丙酸酸(DMPA)二甲基甲酰胺中的分散,在70 ◦C,30 分钟获得均匀的混合物加热。
这是对聚氨酯形成平等均匀分布的亲水单体十分重要的。
异佛尔酮二异氰酸酯和DBTL (约0.03%的总固体)被添加在80 ◦C 匀浆混合。
(NCO)/(OH)比例为3.0。
硬段:软段比率已定义为销售重量和多元醇在开始制定重量的比例是1.5。
Scheme 1 所述是聚氨酯预聚物制备的程序。
二丁基胺返滴定法测定反应时间。
获得(NCO)为终端的预聚物后,混合物冷却至60 ◦ C 羧基用TEA(DMPA的当量)中和在1 - 甲基-2 - 吡咯烷酮(2 %)中溶解,搅拌溶液在60 ◦C 60分钟。
与乙二醇(EG )和丙二醇(PG )进行扩链。
选择性的催化剂,ZrCat和MnCat (2%,相对于树脂固体浓度),已添加到反应的解决方案。
乙二醇加入后,反应混合物保持在45 ◦ C,为1小时。
最后,加水和系统均保持在30 ◦ C的1小时以上。
水性聚氨酯分散体中含有50 %的固体。
不同的氨基甲酸酯预聚物的组成如Table1所示。
2.3膜的制备在平整的表面体涂膜,于室温下干燥七天。
合成中使用两种扩链剂EG 和PG,水溶性分散体应涂在聚四氟乙烯表面因其在玻璃表面有很高的粘结性而无法脱膜。
脱膜后,将膜放入避水的干燥器中备存。
2.4 TG分析热重实验是珀金埃尔默TG 7 分析仪中进行的。
膜样本约20 毫克被放在铂样本盘中从30 加热到600 ◦C,与空气流动的200 毫升/分的气氛,加热率0.5、1、2 和10 ◦C/分。
采暖期间,重量损失和温度差录作为函数的温度。
3.结果与讨论3.1膜的性能Table2 的汇总衡量的是动态方法的不同水分散聚氨酯热氧化的实验数据结果取决于扩链剂、选择性催化剂的种类和退化程度。
更高的热稳定性,证实了使用乙二醇作为扩链剂达到了固定的退化程度。
通过使用适应的加热速率的动态降解法,更高的热稳定性也证实使用MnCat (2%)催化剂使α达到了0.1。
在动态热氧化期间,如PUR 3 Fig.1所示不同的退化阶段也是可能被观察到的。
斜坡在100~300摄氏度范围内改变是由于机理的改变,并确认在0.025、0.05,和0.10 降解有不同的活化能。
100o C以下重量损失约为1%被证实是由于水分的蒸发或其他易挥发产物地挥发造成的。
衍生曲线的退化程度,dα/d T可以轻易区分单个降解过程中,如Figs 2和3所示的10 ◦C/min的加热速率的情况。
Tables 3和4此函数表示在这些特定的实验条件下,材料的降解速率和主数据概列。
起始温度、评估在初始部分的导数曲线,表明PUR 1无催化剂,在较低的温度(178 - 189◦C)下开始降解,比有更多的选择性催化剂的PUR 2和PUR 3的开始降解温度(192 - 250◦C)低,及PUR 4甚至PUR5和6。
聚氨酯水分散体PUR 1无催化剂和聚氨酯分散体以ZrCat为催化剂PUR 2显示了同一位置的主要峰值约340◦C。
在这些系统中乙二醇作为扩链剂。
聚氨酯水分散体用更多的选择性催化剂MnCat显示更高的起始温度且主要峰值转移到更高的降解温度384.8◦C,如Fig.2样品PUR 3所示。
样品PUR 6的讲解温度表现出与以MnCat(Fig.3)为催化剂的样品同样的上升趋势。
而且,水性聚氨酯分散体与以乙二醇为扩链剂及更具有选择性的催化剂形成了更高的热稳定性。
依据最大洪峰、水性聚氨酯分散体(PUR 3和PUR 6)与催化剂MnCat(2%)有最低的分解率dα/dT(0.65 - -0.71×102◦ C-1),而水分散聚氨酯(PUR 2和PUR 5)与催化剂ZrCat(2%)表现出更高的降解率(0.72 - -0.77×102◦C−1),水分散聚氨酯(PUR 1和PUR 4)无催化剂条件下表现出的一个几乎恒定的值大约0.81×102◦C−1。
高锰催化剂与锆催化剂比较,使用高锰催化剂热稳定性更好。
这种结果表明,聚氨酯粒子中剩余的(NCO)基团并没有与扩链剂反应完全。
由于在低温链扩展步骤中粒子的粘度高,使扩链剂弥漫到粒子中需要很长时间。
因此,扩链的效率提高粒子总表面积增加(Scheme 2).。