擴鏈劑結構和含量對水性聚氨酯粘結強度的影響
發(fā)布時間：2020-7-1
擴鏈劑的結構會影響水性聚氨酯的粘結強度。擴鏈劑按結構可分為胺類和醇類擴鏈劑兩大類。其中胺類擴鏈劑主要有乙二胺(EDA)，二亞乙基三胺，3,3一二氯-4,4一二氨基二苯基甲烷二胺(MOCA);醇類擴鏈劑包括BDO，一縮二乙二醇，己二醇CHD)，三輕甲基丙烷(TMP）。親水性擴鏈劑可分為三類，分別為陰離子型擴鏈劑，陽離子型擴鏈劑或非離子型擴鏈劑。其中，DMPA屬于梭酸型擴鏈劑，乙二胺基磺酸鈉屬于磺酸型擴鏈劑，它們又都是陰離子擴鏈劑;二亞乙基三胺屬于陽離子擴鏈劑。
高，耐熱性能較佳，粘結強度更突出。原因是胺類擴鏈劑能與異氰酸酯發(fā)生化學反應生成脲鍵，而醇類擴鏈劑與異氰酸酯發(fā)生化學反應生成的是氨酯鍵。脲鍵的極性大于氨酯鍵，那么添加胺類擴鏈劑可提高脲鍵的含量，從而增加了WPU的極性，最終增加水性聚氨酯的粘接強度。例如，在擴鏈過程中，加入乙二胺(EDA)，反應生成脲基的同時，亞氨基全部與脲基迅速反應，形成氨酯脲硬段。而如果加入1,4一丁二醇(BDO，那么在WPU的分子結構中可形成氨酯硬段。根據(jù)資料可知，氨酯基的內聚能是3 6. 3 kl/mol 。脲基的內聚能為47. 9KJ/mol，顯然EDA擴鏈制備的水性聚氨醋的粘結強度高與BDO擴鏈制備的水性聚氨酯。
首先，在水性聚氨酯膠粘劑體系中，如果增加了親水擴鏈劑的含量，那么其相應的粘結強度也會增強。原因是由于親水擴鏈劑含量增加，水性聚氨酯體系中羧基的含量增加，而羧基容易與H作用產(chǎn)生氫鍵，也就是說主鏈中增強了氫鍵作用，內聚力也得以提高，最終導致粘結強度增強。但是體系中并不是親水擴鏈劑含量越多越好，這個是因為水性聚氨酯乳液中，親水擴鏈劑含量太高，聚合物的硬段含量過高，這樣容易導致分子鏈運動困難，對增大粘接強度產(chǎn)生不利的影響。其次，在聚氨酯體系中，如果增加親水擴鏈劑的用量，那么它的粘度增加。這主要是由于粘度在很大程度上受到雙電層的電凝滯效應影響。根據(jù)洛倫茲Lorentz的雙電層理論，在分散過程中，預聚物聚集成核，其中分子鏈中含有親水基團的一端朝向水中，位于粒子表面;分子鏈含有疏水基團的一端卷曲，朝向粒子內部。體系中含有很多正負電荷，由于分子的熱運動，這樣在粒子表面就產(chǎn)生了所謂的雙電層，產(chǎn)生了電動勢。而恰恰是這個電動勢阻止了粒子之間的互相靠近。若親水單體增加，高聚物分子鏈中離子基團必然增加，電動勢增大，粒子之間的排斥力增強，以致粘度增加。
以擴鏈劑用量對聚酯WPU膠粘劑的粘結強度的影響為研究目的。選用二輕甲基丙酸(DMPA)做為擴鏈劑，研究顯示，DMPA含量對膠膜的粘結強度有一定的影響。在一定范圍內，粘結強度的值隨親水基團質量分數(shù)的提高而迅速升高。
選用六甲氧甲基二聚氰胺(HMMX)作為交聯(lián)劑，PTMG為軟段，HMDI作為硬鏈段，DMPA是親水基團，用預聚物合成法制備脂肪族聚氨酯。HMMX含有六個甲氧基，并在反應過程中發(fā)生交聯(lián)反應，從而增強了其粘結強度。并且HMMX含量增加，粘結強度增加。在固化溫度為100 ℃，壓力為15 kgf/cm2, w(HMMX）=8.46%時，粘結強度達到最大值，約為13 .4 kgf/cm。
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