(接上期)
3.2.1 以聚碳酸芳酯制備PCDL-WPU
PCDL型PU在耐熱及耐水解性方面是PU中最佳的耐久等級,作為耐久性膜、汽車和家具用人造皮革涂層材料(尤其是水性涂料)、膠粘劑等被廣泛應(yīng)用。但目前廣泛市售的聚碳酸酯二醇,主要是由1,6-己二醇合成所得,其缺點:(1)因系結(jié)晶體,常溫下為蠟狀,無流動性,操作困難;(2)制得的PU軟段的凝集性高,低溫時的柔韌性、伸長率、彎曲度以及回彈性欠佳,限制其廣泛應(yīng)用;(3)所得PU溶液的黏度高,成型或涂敷時操作性差;(4)由其制得的人造皮革,其質(zhì)感差,不如天然皮革。三菱化學公司專利[24]提供了常溫下為液體、操作性能優(yōu)異的含有聚碳酸酯二醇的組合物。該組合物可長期保持作為PU應(yīng)用時所要求的物性,即PCDL-PU固有特性——耐熱性、耐候性、耐水性、回彈性以及低溫下的柔韌性及彎曲性。該公司使用所開發(fā)的新型含有聚碳酸酯二醇的組合物制造的人造革的質(zhì)感變優(yōu);制作的涂料柔韌性提高。為提高PCDL- PU成型及涂布的操作性,所制WPU溶液的黏度被降低。此外,在制造工序中不含會過度促進PU反應(yīng)的Ti系催化劑,所制組合物的著色性輕。該專利采用碳酸二芳酯、丁二醇和新戊二醇為主要原料制備PCDL-WPU。制作成本低,加有新戊二醇后,所得WPU黏度低,操作性良好。力學測試顯示的拉伸斷裂應(yīng)力及拉伸斷裂伸長率數(shù)據(jù)也表明了產(chǎn)物的充分柔軟性。
3.2.2 以CO2為原料制備聚碳酸酯
CO2-環(huán)氧化物共聚物是指由CO2與環(huán)氧烷烴在Co-Zn 雙金屬氰化物催化劑存在下通過共聚合成的一種高分子材料。由于共聚過程中CO2與環(huán)氧烷烴不能完全交替插入,該共聚物實際上是一種聚(碳酸酯-醚)樹脂。CO2-環(huán)氧化物共聚物可完全被微生物分解,是一種理想的完全生物分解型高分子材料,且其制備過程簡單,原料成本低廉,具有良好的應(yīng)用前景。
CO2基聚(碳酸酯-醚)與二異氰酸酯或多異氰酸酯反應(yīng)形成的聚合物材料,具有良好的耐溶劑、耐水解和抗氧化等性能。但由于其原料CO2-環(huán)氧化物共聚物分子鏈間缺乏強極性基團,分子鏈間相互作用力較弱,導致該共聚物本身具有非結(jié)晶態(tài)和玻璃化溫度較低等特點,由該共聚物形成材料的強度和韌性等性能較差,從而限制了其在一次性包裝、器皿和醫(yī)療器械等領(lǐng)域中的應(yīng)用。秦玉升等[14]提供一種CO2基聚(碳酸酯- 醚)型PU,是由熔融混合物與異氰酸酯反應(yīng)制得,即由CO2基聚(碳酸酯- 醚)多元醇和低熔點聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元醇酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元羧酸-脂肪族二元醇酯組成的熔融混合物以及異氰酸酯為主要原料制得的。引入芳香族基團能改善CO2基聚(碳酸酯- 醚)型聚合物的力學性能。
實驗實例表明,其產(chǎn)物熔融指數(shù)均低于48,邵氏硬度A 85~91,拉伸強度24~41 MPa,斷裂伸長率745%~1 020%,100%應(yīng)力拉伸模量8.21~10.15 MPa,300%應(yīng)力拉伸模量11.25~13.25 MPa. 優(yōu)于采用單獨CO2基聚(碳酸酯- 醚)制備所得PU的力學性能。產(chǎn)品適用于加工成膜,制備器具和纖維等產(chǎn)品,具有廣擴的應(yīng)用范圍。
王斌等[25]將CO2制得的聚碳酸亞丙酯多元醇(PPC,Mn2 000~3 500,碳酸酯結(jié)構(gòu)單元摩爾分數(shù)25%~50%,較高)與多異氰酸酯(如IPDI)混合,在催化劑存在下進行反應(yīng),繼而與DMPA和交聯(lián)劑反應(yīng),中和后加入去離子水乳化,得到內(nèi)交聯(lián)型聚碳酸亞丙酯WPU乳液。該產(chǎn)品具有優(yōu)良的粘接性,其膜透明性優(yōu)良,撕裂強度高。隨交聯(lián)劑等品種和用量不同,薄膜力學性能相異(如拉伸強度最高可達12.34 MPa,其相應(yīng)斷裂伸長率降為380%)。因此,可隨具體需求設(shè)計配方。產(chǎn)品耐摩擦性、耐熱性和耐候性均比一般WPU有所改善,可用作高檔水性涂料和膠粘劑。
張紅明等[12]以CO2與環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合制得聚(碳酸酯-醚)二元醇,其后又以此制聚(碳酸酯-醚)型WPU。再加入均為水性的流平劑、潤濕劑、消泡劑、助溶劑和固化劑,制得WPU涂料。制品涂膜具有優(yōu)異的力學性能,拉伸強度8.1 MPa,斷裂伸長率570%。
3.2.3 有機硅改性PCDL-WPU
經(jīng)WPU 涂飾后的皮革具有涂層薄,手感柔軟、豐滿,粒面平細、滑爽、光亮自然,且耐候、耐干濕擦、耐光、抗曲撓、抗腐蝕性等特征。但純WPU涂飾劑尚存在某些不足,若以有機硅改性可獲得一定效果。因有機硅的特殊結(jié)構(gòu)和組成,可改進它的耐高溫性、耐水性、耐候性和優(yōu)良的透氣性及低表面能等。但有機硅的聚硅氧烷與WPU的氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)的溶解度參數(shù)相差很大,采用簡單方法組合均不能獲得令人滿意結(jié)果。在PU硬段的有機聚合物上引入軟段的聚硅氧烷,是進行改性的有效方法之一。聚硅氧烷PCDL-WPU的改性,可提高其諸如柔韌性、耐熱性、光滑性和防水性等物理性能。
趙鳳艷等[26]以MDI(或IPDI)為基本原料,以PCDL和羥基硅油為主要反應(yīng)組分,采用羥甲基酸類擴鏈,將親水基團引入PU分子鏈中,再經(jīng)中和、乳化得到自乳化性陰離子芳香族WPU。產(chǎn)物經(jīng)X 射線衍射分析,顯示出非晶態(tài)聚合物的特征峰,表明PU硬段和軟段間有較大程度的互溶,從而限制了各自的結(jié)晶。PCDL軟段的碳酸酯鍵的內(nèi)聚能高于酯鍵或醚鍵,它與硬段間的內(nèi)聚能低于聚酯與硬段間或聚醚與硬段間的內(nèi)聚能,因此PCDL型PU的微相分離程度低于聚醚型或聚酯型PU。PCDL鍵羰基軟段和氨基甲酸酯鍵羰基硬段,均能與硬段中的—NH—形成氫鍵,因此軟硬段之間產(chǎn)生一定程度的互溶。由此,在聚合物中形成了富軟段相和富硬段相。這種軟硬段之間的部分互溶導致軟段和硬段結(jié)晶能力下降,故無論軟段本身的結(jié)晶能力強弱,在PU中均主要以非晶態(tài)形式存在。
用有機硅改性的PCDL-WPU膠膜,其拉伸強度比普通PU有了很大程度提高。同時交聯(lián)劑的加入,使PU分子內(nèi)部形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu),更提高其拉伸強度。但隨著使用量的增加,成膜塑性態(tài)有一定程度的增強,斷裂伸長率隨之下降。有機硅是以硅氧鍵為主鏈、有機基團為側(cè)鏈的聚合物,具有優(yōu)良的疏水性、耐化學品性等,因此,有機硅的加入可有效地改善WPU的耐水性,使其性能得到更大的提高。
3.2.4 納米材料改性PCDL-WPU
用價廉而揮發(fā)性較低的MDI芳香族合成的WPU皮革涂飾劑,雖顯示較高的力學性能,但由于結(jié)構(gòu)中含有易發(fā)色的共軛基團,用于白色及淺色革時極易黃變。納米二氧化鈦(TiO2)粒徑小、比表面積大、表面活性高,能產(chǎn)生量子和表面效應(yīng),使其比常規(guī)復(fù)合材料具有更優(yōu)異的物理和力學性能,其光吸收性能特別是紫外線(UV)吸收能力較強,可廣泛用于塑料、涂料、醫(yī)藥、化工、航天、傳感器材料、防曬化妝品添加劑、環(huán)境工程和新型材料等眾多領(lǐng)域。作為重要的光學顏料,納米TiO2的UV屏蔽特征一直受到廣泛關(guān)注。用作涂料基料的高分子樹脂受太陽中UV的長期照射, 會導致分子鏈的降解, 影響涂膜的物性。傳統(tǒng)的UV吸收劑主要為有機物,其使用壽命短, 有毒;而納米TiO2是一種穩(wěn)定的無毒UV吸收劑。將納米TiO2用于皮革涂飾工程,可顯著改善上述弊病,提高皮革的附加值。但納米顆粒在溶液中易團聚,限制了它的應(yīng)用。
超聲波頻率在20~106 kHz,利用超聲空化原理,即當超聲波能量足夠高時,就會產(chǎn)生“超聲空化”現(xiàn)象,即指存在于液體中的微小氣泡(空化核)在超聲場的作用下振動、生長并不斷聚集聲場能量,當能量達到某個閾值時,空化氣泡急劇崩潰閉合的過程。它在急劇崩潰時可釋放出巨大的能量,并產(chǎn)生速度約為110 m/s、有強大沖擊力的微射流,使碰撞密度高達1.5 kg/cm2??栈瘹馀菰诩眲”罎⒌乃查g產(chǎn)生局部高溫、高壓(5 000 K,約180 MPa),冷卻速度可達109 K/s。超聲波這種空化作用可大幅提高非均相反應(yīng)速率,實現(xiàn)非均相反應(yīng)物間的均勻混合,加速反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴散,促進固體新相的形成,控制顆粒的尺寸和分布[27]。
王全杰等[28,29]利用超聲空化時產(chǎn)生的局部高溫、高壓、強沖擊波和微射流等,較大幅度地弱化納米微粒間的納米作用能,有效地防止納米微粒團聚而使其充分分散。他們加入一定質(zhì)量的分散劑(六偏磷酸鈉),配制質(zhì)量分數(shù)為5%的納米TiO2水溶液。六偏磷酸鈉的適度加入,可改變粉體表面性質(zhì), 使其靜電排斥力增加,降低團聚程度,增加粉體顆粒濃度。在實驗條件下,確定分散劑質(zhì)量分數(shù)為2%,超聲時間為40 min,超聲功率為900 W,在pH值7和溫度35 ℃時,納米TiO2在溶液中分散效果最佳。添加該納米TiO2的PCDL-WPU的透射電鏡照片顯示,添加量為質(zhì)量分數(shù)2%時,納米粉體分散效果最佳。添加納米TiO2后可顯著提高涂膜的耐黃變性。
陳家華等[30]也報道,納米涂飾材料可提高涂飾層的耐黃變、耐老化、耐磨、防水、耐熱和耐寒等性能,同時使涂層具有較好的自潔和殺菌能力,也可提高涂層的遮蓋力。例如將TiO2摻入WPU,其電子受波長小于410 nm 的UV光激發(fā),產(chǎn)生很強的散射和吸收紫外光的能力,可獲得極佳的耐黃變效果。他們以聚碳酸酯二元醇和MDI為主要原料,合成了PCDL-WPU樹脂;研究了納米TiO2對樹脂黃變性的影響,結(jié)果表明產(chǎn)品耐黃變性能得到明顯改善;但MDI作為一種芳香族異氰酸酯,其反應(yīng)活性過高,聚合反應(yīng)很難控制。為此,實驗選用IPDI與MDI進行復(fù)配,以降低反應(yīng)程度,達到易控目的。由于無機納米粒子與有機聚合物表面能的差異,采用簡單機械共混所得乳液的穩(wěn)定性不佳,研究采用機械共混與粉體合成(即在乳化前加入納米TiO2,利用其表面富集的羥基與剩余的NCO 基團進行反應(yīng))2種方式制得復(fù)合乳液。
PCDL結(jié)構(gòu)規(guī)整,相對分子質(zhì)量分布窄,由它合成的PU產(chǎn)品既具有聚酯型PU優(yōu)異的力學性能,又具有聚醚型PU較好的耐水性。用PCDL代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多元醇合成WPU,產(chǎn)品耐水性能將得到顯著改善。
碳納米管(CNT s)具有長徑比大、力學強度高、電導率和熱導率優(yōu)等特點,成為理想的聚合物增強材料。用CNTs 摻雜化學改性PU(PU/CNTs),既保留了PU材料的基本性能,又能使PU/CNTs復(fù)合材料的強度、熱穩(wěn)定性、導電性能等得到明顯提高。PU/CNTs復(fù)合材料可通過物理共混和原位聚合制得,而以原位聚合法得到的分散穩(wěn)定性最好。王延青等[31]以IPDI和PCDL為主要原料,采用原位聚合法用多壁碳納米管(MWCNTs)對PCDL-WPU進行改性,并研究了MWCNTs的加入對所得復(fù)合材料的耐熱、耐水和力學性能等的影響。
MWCNTs經(jīng)丙烯酰胺改性后,它在水相中的分散非常均勻,無團聚現(xiàn)象,可靜置6個月以上。MWCNTs在PCDL-WPU乳液中形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了PU材料的性能。加有MWCNTs的PCDL-WPU復(fù)合材料的Tg提高,耐熱性約可提高20 ℃。材料拉伸強度達到30.55 MPa。MWCNTs的加入,引入PU的硬段,本身具有很好的疏水性,又作為交聯(lián)劑,破壞硬段的結(jié)晶,增加相混合,同時又會形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使得水分子不易透過,更提高了PCDL-WPU的耐水性能,因MWCNTs作為一種大長徑比、高強度的材料,可對膠膜起到增強和增韌效果。涂膜24 h后的吸水性由4.3%降至2.4%??傊?,MWCNTs的加入,降低了PU材料的吸水性,提高了該材料的耐水性能。
3.2.5 UV固化PCDL-WPU
Uv固化技術(shù)替代傳統(tǒng)應(yīng)用的溶劑型制品深受人們關(guān)注。因其工藝簡便、節(jié)能,又不含溶劑,可減少污染。通過丙烯酸酯基團高交聯(lián)密度的固化,制品具有獨特性能,如高硬度、高光澤、耐刮傷以及耐化學品等。但為降低被固化物黏度,添加了低分子質(zhì)量單體,導致?lián)]發(fā)性物質(zhì)含量增高,產(chǎn)生異味,且具毒性。
水性涂料系另一類環(huán)保友善型制品,它通常不交聯(lián),導致干膜產(chǎn)生粘著性低、耐刮傷性弱、光澤性低等缺陷。若將2者雜化,則可克服各自缺點,發(fā)揚彼此優(yōu)點。對水性物而言,黏度僅取決于固體物的粒徑和濃度,與單體Mn無直接關(guān)聯(lián)。為適應(yīng)噴涂要求,UV固化分散液是在高分子質(zhì)量粘合劑基礎(chǔ)上,使其有可能獲得低黏度制品,且兼具稀釋劑作用,從而彌補了上述缺陷。此外,產(chǎn)物雖為非化學交聯(lián)物,水揮發(fā)后的物理干燥膜可耐應(yīng)力和收縮,形成不粘手的表面,避免由于高體積收縮引起的粘接問題。它融合水性和UV固化體系工藝,克服相互缺點,體現(xiàn)其特性。采用UV固化交聯(lián)結(jié)構(gòu)水性涂料,可進一步改善其物化性能,使其保持良好的硬度-彈性平衡,以及具有優(yōu)于通用水性涂料的耐刮傷性和耐化學品性。但其缺點是UV固化前需進行膠膜脫水,為此需設(shè)置通用干燥器、微波干燥器和/或IR燈,從而需較長時間干燥和較多能量消耗。此外,固化必需在一定氣候條件(如適宜溫度和低濕度)下操作。
PU多元醇中,聚碳酸酯多元醇經(jīng)兩步合成,包括酯交換反應(yīng)和單體二醇(如己二醇)與碳酸酯單體(如碳酸亞乙酯)縮合反應(yīng)。脂肪族聚碳酸酯常用于高質(zhì)量PU涂料和WPU粘合劑的生產(chǎn)。
UV固化PCDL-WPU型樹脂的特點,深受國內(nèi)外眾多學者的關(guān)注,并進行研究,舉例略加介紹。
韓國學者Hyeon-Deuk Hwanga等[32~34]由1,6-己二醇、1,5-戊二醇以及碳酸亞乙酯制備C5/C6共聚物。與相應(yīng)的單聚物相比,C5/C6共聚物的黏度低,耐候性與耐水解性優(yōu)異。研究了PCDL-WPU的合成過程以及多元醇的Mn和封端基團官能度對UV固化物特性(包括物理和粘彈性能等)的影響。實驗中使PCDL先后與IPDI和DMPA反應(yīng),繼而引入封端劑,最后以TEA中和,加水乳化,制成PCDL-WPU。再加入UV固化引發(fā)劑(Irgacure 500)備用。固化分2步進行,首先閃蒸除去水分,當水分散液轉(zhuǎn)為非粘性干膜時,發(fā)生物理纏結(jié)。為進行第2步UV固化,加入活性光引發(fā)劑,使丙烯酸酯分子中雙鍵斷裂,形成自由基,最終生成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。隨多元醇Mn降低,合成所得PCDL-WPU的固化速率和最終轉(zhuǎn)化率提高。因短鏈多元醇合成的PCDL-WPU具有較高活性,可形成更強的聚合物網(wǎng)絡(luò),故其物理特性如硬度、拉伸強度等提高。曾采用3種丙烯酸酯封閉劑即(1)2-羥乙基甲基丙烯酸酯、(2)2-羥乙基丙烯酸酯、(3)季戊四醇三丙烯酸酯進行實驗。結(jié)果表明,采用疏水性高的封閉劑(3)所得PCDL-WPU的固體物粒徑小于封閉劑(1)、(2)所得,也即較小丙烯酸酯基團封閉劑所得物粒徑粗得多。對比UV固化速度,則含三官能團封閉劑(3)所得PCDL-WPU的固化速度顯著高于單甲基丙烯酸酯(1)或單丙烯酸酯(2)單官能度封閉劑所得,且隨官能度的提高,固化程度也更完全,即三丙烯酸酯(3)的轉(zhuǎn)化率為96.5%,(1)、(2)分別為84.2%和90.2%。因高官能度物料易活化且繼續(xù)反應(yīng),故隨末端封閉劑基團官能度的提升,固化率和轉(zhuǎn)化率提高??傊玫蚆n的PCDL雜化WPU,采用多官能度末端封閉劑,可獲得物理特性優(yōu)良的UV固化涂料,UV固化膜的Tg與其他物理特性具有良好相關(guān)性,其固化膠膜的Tg也較適當。
Hyeon-Deuk Hwanga等將端羥基聚二甲基硅氧烷(PDMS)摻入UV固化聚氨酯甲基丙烯酸酯分散液軟段中,以改進耐熱性和表面特性。采用2-羥甲基丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯,在有或無PDMS情況下進行封端,以確認封端基團官能度對產(chǎn)物性能的影響。由于硅氧烷疏水性物質(zhì)加入,固化涂層具有低表面自由能和較高熱分解溫度。結(jié)果表明,封端基團官能度對表面性能和熱性能影響輕微。UV固化速度和最終轉(zhuǎn)化率較強地依賴于官能度。摻入PDMS或增加官能度可提高Tg和固化膜的拉伸強度。因此,摻入PDMS和高官能度封端基團,可使水性UV固化涂料延緩衰變。鑒于PDMS的獨特性能,如高耐熱和耐氧化穩(wěn)定性、耐氣候和耐化學品性、低表面張力,它可在一系列應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮作用。然而,它也有不足,如相對較差的力學性能,這是由于其低Tg導致的低溫柔韌性差所致。另一缺點是與有機聚合物的不相容性,這歸因于非極性的硅氧烷的溶解度參數(shù)極低。Hyeon-Deuk Hwanga等將甲基丙烯酸酯WPU以端羥基PDMS改性,可改善膠膜耐熱和表面特性。具體措施是將PDMS摻入PU 主鏈的軟段中,借助各自O(shè)H基與二異氰酸酯中的-NCO基反應(yīng)而混溶,從而可較易地將柔軟的硅氧烷鏈段適合地連接于PU表面,而不阻礙UV固化過程。通常,聚硅氧烷十分柔軟,具有良好的低溫特性,但物理力學性能較差。為此,采用低MnPDMS(550)與Mn= 800的PCDL二醇搭配,可補償PDMS的上述不足。PCDL作為多元醇可用來獲得具有良好力學特性的表面涂料。尤其線型脂肪族聚碳酸酯可用作高性能PU涂料的粘接劑,也可用于生產(chǎn)PU膠粘劑或PU分散液。研究采用上述C5/C6二醇和碳酸亞乙酯制得共聚物,使其與IPDI反應(yīng),制得端NCO中間體,經(jīng)與端羥基PDMS反應(yīng),而摻入后者。隨即如前所述制得含有自由基光引發(fā)劑的PDMS-PCDL-WPU。產(chǎn)物的UV固化行為主要受官能度多寡影響,與PDMS的引入無關(guān)。含有PDMS和高官能度的該水性UV固化涂料,顯示耐熱和物理性能的改善,同時具有低表面能。含有PDMS的UV固化膠膜的表面自由能低,熱穩(wěn)定性提高。PDMS的摻入以及官能度的提高,可提高Tg和交聯(lián)密度,同時改善拉伸強度等物性。
Hyeon-Deuk Hwang等將端羥基全氟聚醚(PFPE)摻入PU軟段,合成UV固化低表面能氟化聚碳酸酯基WPU。隨分子中氟含量提升,表面自由能急劇下降,UV固化膜的折光指數(shù)下降,隨之UV固化速率和最終轉(zhuǎn)化率降低,導致Tg、交聯(lián)密度、拉伸強度和表面硬度全面下降。
Mitsubishi Chemical Corporation[35]采用新型聚碳酸酯二醇作原料,制得含有親水性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,用作活化能輻射固化的PCDL- WPU。該固化膜被賦予高硬度、高耐磨和卓越的防污染性,面膜可長期保持固有特性,為涂料、水基油漆、膠粘劑、合成革提供可選擇材料。該聚碳酸酯二醇是在酯基轉(zhuǎn)移催化劑存在下,由2個特殊類型二醇與碳酸二酯反應(yīng)所得。催化劑是周期表中Ⅰ或Ⅱ族金屬,酯基轉(zhuǎn)移催化劑中金屬質(zhì)量分數(shù)低于萬分之一。
國內(nèi)科研人員也進行了UV固化PCDL-WPU的合成及其性能研究。王寶清等[36]由PCDL與IPDI合成預(yù)聚體PCDL-WPU,再分別用甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 和季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)為封端劑,合成了一系列光固化聚氨酯丙烯酸酯。測試表征結(jié)果表明,隨PCDL Mn增高,預(yù)聚體Mn和黏度均提高,而固化膜彈性模量逐漸降低,斷裂伸長率提高。PET3A 封端的PCDL-WPU,其Mn、黏度和彈性模量均高于HEMA 封端者。所有PCDL-WPU系列光固化漆膜均有優(yōu)異的耐化學品性,具有實用性。
盧楊斌等[37]以PCDL、IPDI和HEMA為主要原料,合成了可進行UV固化的聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯(PCDL-PUA)低聚物,并與聚己內(nèi)酯二元醇合成的WPU進行交聯(lián)膜的力學性能和漆膜的耐化學品性作對比。實驗得到固含量為70%的PCDL-PUA低聚物。因PCDL分子內(nèi)極性基團較多,所得交聯(lián)膜的內(nèi)聚能高于聚己內(nèi)酯二元醇所得,表現(xiàn)為力學性能較強,即PCDL合成的WPU的交聯(lián)膜具有較高的拉伸強度和斷裂伸長率;其漆膜具有優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐乙醇、耐油酸等耐化學品性。
靜電導致的損壞廣泛出現(xiàn)于電子、通訊、計算機、精密儀器、宇航及軍事領(lǐng)域,其損失嚴重。表面涂覆抗靜電涂料是減少該損失的有效途徑之一。近年,紫外光固化抗靜電涂料廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域,因其高效、節(jié)能。張紅明等[38]提供的聚(碳酸酯-醚)聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化抗靜電涂料具有上述優(yōu)點,可解決現(xiàn)有紫外光固化抗靜電涂料效率較低的技術(shù)問題。所制涂料5~10 s內(nèi)可完全固化,且具有持久抗靜電效果。他們采用聚(碳酸酯-醚)二元醇(Mn=1 500~2 800)、三羥甲基丙烷、丙烯酸異冰片酯與二異氰酸酯反應(yīng),得到第1中間體;再使其與溶有對羥基苯甲醚的羥基丙烯酸酯反應(yīng),得聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯丙烯酸酯。其力學性能優(yōu)良。產(chǎn)品中加有丙烯酸異冰片酯、流平劑、導電聚苯胺分散液、分散劑和光引發(fā)劑制得紫外光固化抗靜電涂料。此時,聚苯胺主鏈結(jié)構(gòu)中的-NH-與碳酸酯單元和醚單元中的-O-可形成氫鍵作用,從而使聚苯胺與聚氨酯結(jié)構(gòu)形成一有機整體,提高涂料抗靜電效果,延續(xù)抗靜電持久性。聚(碳酸酯-醚)二元醇是由環(huán)氧丙烷和二氧化碳制得,方法環(huán)保、資源豐富。
4 小結(jié)
緣于新型聚酯類多元醇PCDL分子鏈中,含有分子間內(nèi)聚力強勁的碳酸酯鍵,結(jié)合PU的特性,合成所得的PCDL-WPU具有較優(yōu)異的耐水解性和低溫性能,優(yōu)異的耐老化、耐候、耐油、耐刮傷、耐磨、耐化學品、耐霉菌等性能,以及良好的力學性能和生物相容性等,能克服純WPU的某些不足,逐漸成為近年來WPU領(lǐng)域研究的熱點,為高性能涂料、膠粘劑、織物涂層、人造皮革、生物醫(yī)用材料(包括可植入人體的人造臟器官)等提供可選擇材料。若再次雜化,其功能更多。要使科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,獲得實效,尚需開發(fā)廉價原材料,優(yōu)化合成、生產(chǎn)工藝,開拓應(yīng)用市場。
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