水性聚氨酯软段与耐热性能的关系

发布时间:2019-7-30

通常由聚酯多元醇或者聚醚多元醇构成了聚氨酯材料的软段。分子结构中含有两个或两个以上的羟基的化合物称为多元醇,因为聚合多元醇分子链长短不一,所以分子量也不同,从几百到几千的分子量都有。聚合物多元醇的分子结构的热稳定性决定了水性聚氨酯的耐热性能。聚酯型多元醇作为软段材料的聚氨酯材料耐温性能要优异于聚醚型聚氨酯材料,原因在于聚酯型多元醇分子中含有极性较大的酯键,分子间作用力程度高于聚醚型多元醇分子。为了解决力学性能和耐温性兼容的问题,现在正在研究新一代多元醇材料。

水性聚氨酯

根据需要选择不同的聚合物多元醇和聚合工艺,以制备符合设计要求的聚氨酯材料。以分子量较大的聚乙二醇(PEG)作为软段材料,两步溶液法合成的聚氨酯材料,起始分解温度可达到 280℃。聚碳酸酯二元醇(PCDL)分子含有多个碳酸酯基、分子两端存在羟基,用其作为原料合成的新型聚碳酸酯型聚氨酯材料,具有良好的力学拉伸性能、耐水性、耐热性、耐老化性及耐磨性。用 MDI、PEO 和聚已酸内酯三元醇制得星状聚合物,可以显著提高软段耐温性。

某些天然产物中的醇类也可提高聚氨酯的耐热性,高沸醇木质素合成的聚氨酯具有较好的耐热性。把一些大豆油,菜籽油等植物油臭氧化制得的多羟基化合物与 MDI 反应生成的聚氨酯 330℃时热失重仅为 3%。由腰果酚转化而来的二醇和三醇合成的聚氨酯在 300℃时热失重 10%,热稳定性明显好于聚丙二醇型聚氨酯。 

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