改性二股合成新型芳香族聚脲弹性体的研究

点击数：1127发布：2016-12-01　来源: 聚脲防腐_聚脲喷涂_聚脲防水_江苏申正建设工程有限公司

改性二股合成新型芳香族聚脲弹性体的研究

1.喷涂聚脲弹性体 (Spray Polyurea Elastomer，以下简称SPUA)是国外近l0多年来为适应环保需求而研制开发的一种新型绿色材料 。SPUA技术将聚脲的优异性能和快速喷涂、现场固化的施工技术等有机地结合在一起，使其在工程应用中显示出无可比拟的优越性。由于聚脲优异的防水防腐性能，目前已迅速应用到工业、民用及国防等众多领或，在隧道、地下工程、房屋建筑、海洋设施、水上乐园等获得了广泛的应用。聚脲材料一般是由高活性端氨基聚醚和多元胺扩链剂与多异氰酸酯反应制备而成，不需要使用催化剂，因为氨基与NC0基团间的反应速度很快。然而，在一些场合，速度太快会产生一些意想不到的表面缺陷甚至是不连续的涂层。为了克服上述缺点，可以对伯胺扩链剂进行改性，以降低其与异氰酸
酯的反应速率。伯胺改性的方法有：胺扩链剂的氰乙基化、与丙烯酸酯类加成、胺扩链剂的酮亚胺化、与马来酸酯类的加成以及烷基化等。
将JafamineD2000在室温滴加到MDI中后，缓慢升温至80℃反应，直至体系的NCO含量达到理论值，得到端NCO基预聚物，其NCO含量按照ASTMD2572-80测定。将端NCO预聚物溶解在DMF中 =0．4)，加入计量的HDA或MHDA的DMF溶液 =0．25)，并在室温下搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中，然后在50～60c下挥发溶剂并继续反应24～36h，最后在80℃、1h，110℃、3h条件下挥发溶剂并继续反应至恒重，得到厚度为1mm左右的聚脲试样。分别用HDA和MHDA扩链合成了聚脲试样，所有聚脲试样的NCO指数均为1.05。将小块聚脲试样溶解在DMF中=0.01)，将此溶液涂在KBr盐片上，干燥后用WQF一510FFIR仪测红外光谱。
将聚脲试样按照GB／T528一l998裁成标准试样，用微机控制电子万能试验机在23℃下测试聚脲的力学性能，拉伸速率为50mm／min。聚脲的撕裂强度按GB／T529一l999裁成直角形标准试样，拉伸速率为50mm／min。随冰乙酸与己二胺配比的增加，产品的产率也随之增加，当酸胺LLJ,于3：l时，产率上升较快，但超过3：l后，产率上升较缓慢，考虑到产率和经济投资情况选择酸胺比为3：1最佳。

2 结果和讨论
2．1 酰胺扩链剂的合成与表征
2．1．1 酸胺比对 MHDA产率的影响
按反应温度140oC、反应时间3h、催化剂HO用量1．5％(以己二胺质量比计，下同)的实验条件，改变不同的酸胺比(物质的量比，下同)进行反应，小于6h时，产率上升比较快，大于6h时，产率上升比较慢，故本文选择最佳反应时间为6h。
2．1．2 MHDA合成反应的正交实验
大量的单因素实验结果表明，影响反应产率的因素主要有：酸胺比、反应温度及反应时间。
谱带是N—H的弯曲振动，强度大，特征明显，即酰胺Ⅱ带；1284cm处的谱带是C—N的伸缩振动，即酰胺Ⅲ带。这些特征峰的存在，证明样品具有仲酰胺的特征结构，合成产物符合预期的化学结构。
2．2 聚脲的力学性能
其中由MHDA扩链的聚脲 100％和 300％定伸应力均低于HDA扩链的聚脲，但撕裂强度差异不大，且 MHDA扩链的聚脲的拉伸强度、扯断伸长率要高于HDA扩链的聚脲。
2．3 MHDA扩链的聚脲凝胶时间
Jafamine D2000／MDI／HDA形成聚脲时的凝胶时间为10．6S，而在相同条件下，以JafamineD2000／MDI，MHDA为扩链剂时形成聚脲的凝胶时间为61．9S，说明后者可大幅度降低形成聚脲的反应速率，有利于喷涂成型工艺的实施，是一类新型的形成聚脲的胺扩链剂。
3 结 论
(1)MHDA最佳合成条件为：酸胺比3：l，反应温度 150℃，反应时间6h，产品的熔程为127～128℃。
(2)IR分析及氮含量测试结果表明，合成产物符合预期的化学结构。
(3)FHR分析表明，以MHDA扩链的聚脲样品符合预期的化学结构。
(4)由MHDA扩链的聚脲 100％和 300％定伸应力均低于HDA扩链的聚脲，但撕裂强度差异不大，且MHDA扩链的聚脲的拉伸强度、扯断伸长率要高于HDA扩链的聚脲。以MHDA扩链的聚脲能显著延长聚脲的凝胶时间，且有良好的力学性能。

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