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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,因此使含有
3、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种相对分子质量不同的
4、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PU增塑
5、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量分布增塑
6、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。常用的增塑剂如DOP
7、、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产品性能在长期
8、使用下保持不变,就要求增塑剂能稳定地保存在制品中,并
