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期刊专利论文

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

来源:互联网2020年07月09日

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 导语 

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不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

作者:白广平

(山西潞安晋安矿业工程有限责任公司,山西 长治 046032)

来源:煤 2018年第9期

摘要

 

以聚醚多元醇为软段,小分子扩链剂和多亚甲基多苯基异氰酸酯(聚合MDI)构成硬链段,将一定配比的原料一次混合后分别组成两种组合料,然后两种组合料再进行混合反应,合成聚氨酯。研究了不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系性能的影响,结果表明:聚乙二醇400、乙二醇和三乙二醇三种小分子扩链剂对合成聚氨酯的性能都有提升。

 

关键词

扩链剂;聚氨酯;力学性能

 

 

前言
聚氨酯注浆材料是聚氨酯材料的一个新的开发领域,因其具有黏度适中、凝结快,时间可调,固结体强度、耐水性好等特点,在众多化学注浆材料中独占鳌头,已成为解决煤矿岩体加固最直接有效的方法之一。
聚氨酯本身是由柔性链段和刚性链段嵌段而成,以各种聚醚(酯)多元醇等构成软段,二异氰酸酯和小分子扩链剂(如二醇和二胺)构成硬链段。由于硬链段的极性强,相互引力大,硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,即不相容性,所以硬链段容易聚集在一起,形成许多微区,分布于软段相中,形成微相分离。 聚氨酯的物性不仅与化学结构有关,而且与微相分离的程度有关。聚氨酯链段中不同硬段对其聚集态结构和剥离强度,以及力学性能等影响较大。本文通过实验考察由不同扩链剂与多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬段对合成聚氨酯性能的影响。

 

 

1 实验部分
1.1 主要原料及设备

乙二醇,分析纯,分子量62.07,天津市天力化学试剂有限公司;1,4-丁二醇,分析纯,分子量90.12,天津市永大化学试剂有限公司;一缩二乙二醇,分析纯,分子量106.12,天津市永大化学试剂有限公司;三乙二醇,分析纯,分子量150.7,天津市致远化学试剂有限公司;聚乙二醇400,平均分子量380~420,天津市天力化学试剂有限公司;多亚甲基多苯基异氰酸酯(聚合MDI),万华化学股份有限公司;聚醚305,工业级,河北亚东化工集团有限公司;聚醚204,工业级,佳化化学股份有限公司;其它助剂。101-1型电热鼓风干燥箱,北京科伟永兴仪器有限公司;DV-1旋转式智能数显粘度计,上海群昶科学仪器有限公司;WAW-300D系列电液伺服万能试验机,济南时代试金试验机有限公司。

 

1.2 实验方法

取按一定配比的聚醚体系的组合料,在其中分别加入不同含量的扩链剂,与一定配比的聚合MDI(PM-200)体系的组合料,按体积比1∶1,进行制取样块,在环境温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%下放置72 h后进行测试。

 

1.3 性能测试

根据GB/T 2567-2008 测试试样压缩强度,在济南时代试金试验机有限公司生产的WAW-300D系列电液伺服万能试验机上进行压缩强度力学性能试验。

 
 
 
2 结果与讨论
2.1 乙二醇不同添加量对聚氨酯性能的影响

由乙二醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬链段,乙二醇不同添加量对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯压缩强度力学性能影响,如图1所示。

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

从图1可以看出,随着添加量的增加,压缩强度是先增大后减小,在1.2%的添加量时有较好的效果。


2.2 1,4-丁二醇不同添加量对聚氨酯性能的影响

由 1,4-丁二醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬链段,1,4-丁二醇不同添加量对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯压缩强度力学性能影响,如图2所示。

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

从图2可以看出,随着添加量的增加,压缩强度趋势是减小的。


2.3 一缩二乙二醇不同添加量对聚氨酯性能的影响

由一缩二乙二醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬链段,一缩二乙二醇不同添加量对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯压缩强度力学性能影响,如图3所示。

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

从图3可以看出,随着添加量的增加,压缩强度是先减小后增大,再减小,但总体趋势是减小的。


2.4 三乙二醇不同添加量对聚氨酯性能的影响

由三乙二醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬链段,三乙二醇不同添加量对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯压缩强度力学性能影响,如图4所示。

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

从图4可以看出,随着添加量的增加,压缩强度是先增大后减小,在1.2%的添加量时有较好的效果。


2.5 聚乙二醇400不同添加量对聚氨酯性能的影响

由聚乙二醇400和多亚甲基多苯基异氰酸酯构成的硬链段,聚乙二醇400不同添加量对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯压缩强度力学性能影响,如图5所示。

不同扩链剂对聚醚/聚合MDI体系的影响

从图5可以看出,随着添加量的增加,压缩强度是先增大后减小,在0.4%的添加量时有较好的效果。

 
 
3 结 语
1) 乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇400有提高聚醚/聚合MDI体系聚氨酯的力学性能的作用,在合适的添加量时有较好的效果。
2) 1,4-丁二醇和一缩二乙二醇, 添加后对聚醚/聚合MDI体系聚氨酯力学性能影响趋势是下降的,说明此次聚氨酯合成中柔性链段增加,刚性链段减少所致。

为方便阅读,本文移除了脚注。如有需要,请参《煤》2018年第9期。

 

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