聚氨酯型增塑剂

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1、2006年第21卷2期聚氨酯工业2006.Vo.l21No.2POLYURETHANEINDUSTRY1专题综述聚氨酯型增塑剂*于鸣徐强王贵友(华东理工大学材料科学与工程学院上海200237)摘要:介绍了一类含氨基甲酸酯基的增塑剂,即聚氨酯型增塑剂,简称PU增塑剂。并对该PU增塑剂的类型、性质和特点及典型应用进行了简要陈述。这种增塑剂与聚氨酯制品所用的普通增塑剂相比,与聚氨酯材料相容性更好,并且在使用中不易发生迁移现象。关键词:聚氨酯型增塑剂;聚氨酯;应用增塑剂是一种常用的聚合物添加剂。它能使聚保持液态。这种单官能度物质也被称作封端剂,根合物体系的塑性增大

2、,可改变某些聚合物的使用性据封端剂的种类及其使用方式的不同,PU增塑剂有能和加工性能。增塑剂品种繁多,如邻苯二甲酸酯如下几类:其一是以单羟基化合物作为封端剂的PU[1]类、磷酸酯类、脂肪酸酯类、环氧类及聚酯类等。增塑剂,首先是2能度醇和2官能度异氰酸酯反应在某些聚氨酯制品制备过程中,为改善其理化特征(后者过量),再加入单羟基醇封端;其二是以单异或加工工艺性能,需要在配方中加入增塑剂。但是氰酸酯作为封端剂的PU增塑剂,先由2官能度醇由于传统的增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酯(DOP),和2官能度异氰酸酯反应(前者过量),再加入单异在聚氨酯材料中的相容性较差,因此使

3、含有增塑剂氰酸酯封端;其三是由单异氰酸酯与单羟基化合物的聚氨酯材料在使用过程中,发生增塑剂迁移现象,[2]反应直接合成的PU增塑剂。导致聚氨酯材料变硬(严重时发生脆化);如磷酸酯类增塑剂还会导致聚氨酯材料发生降解,使制品的2PU增塑剂的性质抗老化性能降低。PU增塑剂是一种液态聚氨酯齐聚物,由于与聚2.1PU增塑剂的相对分子质量分布氨酯具有相同的结构单元(NHCOO),PU增塑剂的相对分子质量分布与合成时所用可以与聚氨酯材料互溶,而不易发生迁移现象,从而的基础多元醇相对分子质量大小有关。表1列出了克服了传统增塑剂的弊端。PU增塑剂具有广泛的由2种相对分子质量

4、不同的基础聚醚二元醇合成的应用领域,可应用于浇注聚氨酯弹性体、聚氨酯密封PU增塑剂的相对分子质量及其分布系数。剂等各种聚氨酯材料及火箭推进剂、聚碳酸酯等其表1PU增塑剂的相对分子质量分布它高分子材料中。二元醇相对PU增塑剂的相对分子质量分子质量相对分子质量分布系数1PU增塑剂的类型40047141.1464000100351.044合成PU增塑剂的基本原料主要是醇类和异氰酸酯类化合物。在使用2官能度的醇及2官能度的从表1中数据可看出,基础多元醇的相对分子异氰酸酯合成PU增塑剂时,需要加入单官能度的醇或单官能度异氰酸酯进行封端,单官能度物质的质量越小,制得的

5、PU增塑剂的相对分子质量越小、加入保证了PU增塑剂具有适当的相对分子质量并相对分子质量的分布系数越大。这种现象归因于反*通讯联系人:徐强,副教授。2聚氨酯工业第21卷应过程中分子的扩散活性。作为原料的相对分子质有自身的特点:即与多数聚合物有很好的相溶性。量较小的基础二元醇,其相对分子质量分布也较窄,由于PU增塑剂的特殊结构和适宜的相对分子质各个分子的扩散活性接近,反应活性也接近。在反量,使其在很多聚合物中不易挥发、不易迁移。对于应初期时,分子容易扩散,出现缩合反应的“链增极性较强的聚合物,可以采用氨酯键密度较大的PU长”规律,因此导致PU增塑剂的相对分子质

6、量分布增塑剂;对于极性较弱的聚合物,可以采用氨酯键密变宽。当基础多元醇相对分子质量较大时,由于其度较小的PU增塑剂;对于某些共混聚合物体系,如本身的相对分子质量分布较宽,因此在反应初期,分聚丙烯晴/聚氨酯共混物,两者均可使用。同时由于子链较长的大分子扩散困难,相对于小分子来讲,其增塑剂的增塑机理是由于增塑剂的加入使高分子链反应活性较低。因此小分子多元醇优先反应形成间的相互作用减弱,高聚物自由体积发生变化,使原PU增塑剂,由于反应体系中有单官能度化合物,分本在本体中无法运动的链段能够运动,从而起到增子链增至一定长度后即终止反应,使PU增塑剂相塑作用。常用的增

7、塑剂如DOP、邻苯二甲酸二丁酯对分子质量的“平均化”,即相对分子质量分布较(DBP)等虽然可以提高聚合物材料的弹性,耐寒性窄。和冲击强度,但是易导致材料的耐热性、拉伸强度及2.2PU增塑剂的粘度耐老化性能降低。而使用PU增塑剂时,除了能改PU增塑剂的粘度与合成时采用的原料结构有善制品弹性、耐寒性和冲击强度外,在一定用量范围关。图1和图2分别表示由聚醚二醇和聚酯二醇所内拉伸强度还能得到提高(见图3),而且对材料老合成的PU增塑剂粘度与其相对分子质量的关系。化性能没有不良影响。图1聚醚型PU增塑剂的粘度变化图3聚氨酯增塑剂用量对聚氨酯弹性体拉伸强度的影响为了使

8、产品性能在长期使用下保持不变,就要求增塑剂能稳定地保存在制品中,并