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1、扩链剂与交联剂扩链剂和交联剂有哪些用途?扩链剂和交联剂用于生产多种聚合物,两者的应用既是相辅相成的,又存在着竞争。 扩展直链,以改进物理性质,同时不会产生热固性塑料的缺点(也没有热固性塑料的优点). 扩展交联聚合物的直线嵌段,以改进物理性质。 将直链键合或硬化,以形成既有优点又有缺点的热固性塑料。 对于聚氨酯来说,可采用两类添加剂。预聚物与扩链剂或固化剂发生反应,从而形成最终聚合物。扩链剂与预聚物分子键合在一起,使分子量增加,此时,交联剂发生反应,形成完整的聚合物网络。扩链剂对硬质和软质嵌段在聚氨酯聚合物中的分布产生直接的影响。结晶和交联的程度也受影响,具体根据扩链剂的结构以及扩链剂是否具有氨
2、基功能或氢氧基功能而定。热固性塑料链之间形成的键合会限制其移动性和相对位移,从而形成某些优点和弊端(见表 1)。优点弊端不熔性:热固性塑料受热会降解,降解时不会通过液态。交联过程会延长生产周期,而且往往需要加热,从而增加成本。一般来说,热固性塑料遇火时不滴淌,某种残存物理内聚需要阻隔效应。必须实现交联反应和成型之间的精确平衡,因此加工难度会增加.由于链移动有限,相对位移降低,因此,在温度升高时会导致模量保留。由于硬化反应不可逆转,致使废料不可回用。由于链之间键合限制高分子的相对位移,因此,因此可产生较好的蠕变行为。不可焊接。表 1: :热固性塑料和热塑性塑料之间的优点和弊端比较12290扩链剂
3、举例表2 将举出几个扩链剂和交联剂的例子。扩链剂交联剂酒精异氰酸盐胺胺 / 醯胺 酸/脱水物有机过氧化物硅烷酸/脱水物氧化金属表2:扩链剂族和交联剂族各族扩链剂具有多种品类,以下引述部分品类(未全部引述): 酒精基扩链剂. o 脂肪族二醇 乙二醇 1,3丙二醇 1,4-丁二醇,对于聚氨酯弹性体最为重要. 2,3-丁二醇 1,4-丁二醇 1,4二羟基丁烷 1,5-戊二醇 1,6 己二醇 1,4四甲基乙二醇 四亚甲基 1,4-二醇 o 芳香二醇: 1,4-二羟基1,2,3,4四氢化萘 氢醌二醚 HQEE o 多羟基化合物,适合于作为交联剂: 三羟甲基丙烷(TMP)基三醇 季戊四醇基三醇 胺基扩链剂
4、:初级和次级二氨和聚氨作为扩链剂和交联剂。芳香胺比脂肪胺有较高的反应性。芳香胺的反应受空间阻碍和电子提取取代的影响。 o 反应性二胺: 双功能伯胺主要作为扩链剂用于聚氨酯、聚脲和环氧树脂中,增强粘合特性 聚醚分支较长的胺,含乙氧基和丙氧基族 聚氧化丙烯二胺 脂肪族二胺掺合物 o 芳香二胺: DETDA 二乙基甲苯二胺 二氯4,4-二苯氨基甲烷(MOCA) 芳香二胺和MOCA掺合物 4,4二氨基二苯甲烷 二氨基苯 二甲氧基二氨基联苯 二甲基二氨基联苯 二氨基联苯 二氯二氨基联苯 o 反应性三胺:反应性较强的扩链剂 / 交联剂,适用于聚氨酯。可作为改性剂和环氧固化剂。 其它扩链剂 o 甲基聚乙烯乙
5、二醇胺掺合物,主要作为环氧树脂固化剂. o 巯基丙酸和巯基丙酸盐在聚合反应中作为链转移剂和交联剂。 o 硅树脂扩链剂:Wacker SB 72扩链剂是一种次级丁胺硅烷,遇水和水分时会分解,形成初级脂肪胺,作为RTV-1-防渗漏剂胺交联的原材料。 遗憾的是,采用一种扩链剂和交联剂,不能获得所有优势.聚氨酯的拉伸强度和压缩形变如图 2 、图 3 所示。其结果仅作为举例说明,不具备概括性: 受试胺增强了强度,同时也使压缩形变增高。 受试酒精强度降低,但是,压缩形变却更加有利&12290 图 2:以聚氨酯为例说明不同扩链剂对拉力( Tensile Strength )与硬度( Hardness)的影响
6、。图 3: 聚氨酯为例说明不同扩链剂对压缩变形特性(Compression Set)和硬度(Hardness)的影响。 交联剂举例表 3 将举出几个有机交联剂的例子。异氰酸盐不同族中的多级异氰酸盐,例如: HDI, HMDI, IPDI, MDI, TDI, TMXDI?胺 / 醯胺 Amicure? CG325, 1200, 1400, NAAncamide 260A, 350A, 500, 502, 2424, 2482 空气化工产品N4 胺 N,N双丙氨基乙烯基二胺巴斯夫Cardolite Lite 2001 卡德莱Caytur? 21CromptonUniroyal Chemical有
7、机过氧化物Luperox? 231M50, 231P50, 331M50, 331P50阿托菲纳有机过氧化物硅烷Silcat? 17 硅烷, VS-735/1, VS-928XLPEarl? 31 HDPE40 母体, XLPEarl? 60 HDPE40 母体, XLPEarl? 70 HDPE40 母体XLPEARL? 30 Blend, 31, 50, 51, 52, 53, 60, 70 美国通用电气公司有机硅部酸/脱水物Amicure? UR, UR2T, UR-S空气化工产品表 3:有机交联剂举例结论在影响基础聚合物和预聚物的机械、加工、成本等特性方面,扩链剂和交联剂是两大有效武器,两者有时是相辅相成的,有时是相互竞争的。扩链剂属低分子量产品,将直链和链段键合以获得热塑性线性高分子.如果不采用交联剂,最终聚合物将保持热塑性塑料的优点(和缺点),即:分子量提高,结构改进.交联剂将多个直链连接在一起,形成既有优点又存在不足的立体热固性塑料。热固性塑料链之间形成的键合对移动和相对位移形成限制,从而可增强高温稳定性,但同时会影响回用,而且无法焊接。