浅谈扩链剂(周建2016.5.5).ppt

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1、浅谈扩链剂周建前言聚氨酯分子的成型特点决定了扩链剂在其合成工艺和性能设计中的重要作用，它不仅参与分子的构成，而且对于聚合物软硬相区的构象、结晶性能、分离倾向影响极大，在大宗原材料（如二异氰酸酯，聚酯多元醇或聚醚多元醇）确定的情况下，扩链剂是生产者根据性能和工艺要求调整配方追求最佳效果的重要选择。扩链剂不同反应活性、不同官能团结构、不同剂型的新品种还常常引发聚氨酯弹性材料制备技术的重大创新。聚氨酯扩链剂实际上不只是起扩链的作用，由于投料系数的不同，也起一定的交联作用，因此也有借用通用橡胶术语“硫化剂”作为它的别称。二胺，二醇和醇胺是目前聚氨酯弹性材料使用的三类主要

2、扩链剂，一般情况下TDI体系使用二胺类扩链剂，MDI体系使用二醇类扩链剂（二醇只起扩链作用）。但国外最新技术已将二胺类扩链剂成功由于MDI体系，改善了该体系的性能并丰富了用途范围。纵观聚氨酯弹性材料日新月异发展的今天，人们对扩链剂的深入研究正在成为新的热门课题。举例来说，比如不同扩链剂对胶料常规物理机械性能的影响，大量的配方实验证明是显而易见的，而且也得出了一些规律性的结论，比如对硬度的影响，对弹性、撕裂、热稳定性以及制品的透明性、耐溶剂性等的影响，结构不同的扩链交联剂表现出不同的性能。但，随着研究的逐步深入以及NMR（核磁共振），FTIR（红外），DMA（动态

3、力学分析仪）等大型先进检测仪器的使用，发现不同扩链交联剂在改变聚合物的分子结构的同时，对分子的运动状态也起着明显的影响。美国空气产品公司的科研人员在对MCDEA/聚醚-TDI体系的一系列动态性能研究过程中，发现MCDEA（4，4’-亚甲基双（3-氯-2,6-二乙基苯胺）之所以表现出优异的动态力学性能，是由于MCDEA使聚合物的微相相分离得到改善所致。相分离加大，扩链交联剂形成明显的硬链段结晶相区，这些相区就像橡胶中的炭黑起一种增强剂的作用那样，不仅提高模量系数，而且硬度也增大，使胶料显示出较高的熔化温度和较低的玻璃化温度。从分子运动的角度揭示了不同扩链交联剂对聚

4、氨酯性能的影响。又如，在二胺类扩链剂毒性与分子结构的关系研究方面，有人曾就芳香族二胺结构与毒性趋向进行了深入研究，得出氨基邻位取代毒性降低的结论，披露了一系列邻位被R取代的Ames（艾姆斯）试验（致突变）显阴性的芳香族二胺结构，为二胺类扩链剂的分子设计在避免毒性方面提供了参考方向。在功能性扩链剂以及不同类型扩链剂的复配使用、新产品开发等方面，国内和国外发明专利和研究论文层出不穷，显示出业界对扩链剂的高度关注。国内聚氨酯扩链剂的品种近十年来大幅增加，国外一些知名品种已陆续开发成功。最早由隆扎公司开发的MCDEA，即4，4’-亚甲基-双（2，6-二乙基-3-氯-苯胺

5、），国内已成功投入工业化生产，并制订了行业标准，产品的各项质量指标均达到或超过国外水平。国内首个延缓反应型二胺类扩链剂，也已研发成功。该扩链剂的最大特点是它的反应起始时间可人为控制，因此可以说具有无限长的釜中寿命，可以与预聚体提前混合，在室温下可长期存放，注入模具加热到一定温度时（110-130℃），活性恢复，迅速参与反应，完成对预聚体的扩链和交联的功能。该品室温下为白色可流动浆体，与预聚体的混合十分方便，可用于大型和精密浇注制品的生产，硫化性能可与MOCA相比。国内自行研制开发的芳香族二醇类扩链剂（HQEE,HER）无论外观还是内在质量均达到国外同类产品的先进

6、水平，参照国外标准制定的国内HQEE和HER的行业标准已正式颁布实施。具有原创性自主知识产权的液体型HQEE和HER也已实现工业化生产。苯撑二胺类的扩链剂国内已有品种投入了工业化生产，如山东淄博方中的TX-2（2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯），杭州崇舜的E-300（二甲硫基甲苯二胺），E-100等。仲胺类扩链剂如烟台万华的Wanalink6200（4,4’-甲撑-双（N-仲丁基苯胺），工业化已多年。甲撑非对称二苯胺类扩链剂国内也已有产品生产，苏州湘园公司的ML-200和ML-300为液体形态，从产品的反应速度上已形成两大系列。端芳胺基低聚物和低聚物脂肪族二

7、胺类扩链剂，国内已有P-1000，P-650，P-250等研发成功并批量生产。苏州湘园特种化工有限公司是国内生产聚氨酯扩链剂起步最早的企业之一，主导产品MOCA目前已形成原料邻氯苯胺2万吨和产品1万吨的生产能力，成为国内外MOCA最大的供应商。经多年的不懈努力，湘园公司对这一二胺类扩链剂中最主要的品种成功实施了多项技术改造，无论产品的纯度、熔融色泽、剂型还是耐热稳定性都达到了世界领先水平。近十年来湘园公司开发了一些列填补国内空白的扩链剂品种，借此机会，对这些新产品做一简要介绍，供配方设计和新产品开发时参考。弹性体在各方面取代金属、橡胶、木材和塑料应用范围大致如下

8、：涉及行业应用范围汽车业