您的位置：科普-聚氨酯擴鏈劑及交聯(lián)劑的作用
前言：
聚氨酯是通過異氰酸酯基團的化合物與含兩個或多個羥基的多元醇化合物通過放熱反應而形成的。相對用量較少的堿性異氰酸酯和種類繁多的各種分子量和官能度不同的多元醇可用于生產(chǎn)整個聚氨酯材料，同時各種類型小分子化合物也能與異氰酸酯進行反應，以改變硬段/軟段鏈的結構，從而影響聚合物的模量和玻璃化轉變溫度（Tg）等性能。
小分子二元醇、多元醇和芳香族、脂肪族二胺與堿性異氰酸酯反應，能顯著影響聚氨酯產(chǎn)品的軟/硬段的結構。二元醇和多元醇與異氰酸酯反應較慢，對聚合物的硬段產(chǎn)生較大作用，從而影響模量、撕裂強度和拉伸強度等物理性能。由于芳香族、脂肪族二胺的反應速度非?？?，所得到的聚脲硬段具有較高的二次鍵密合度，從而提高聚合物的熱穩(wěn)定性，適合反應較慢的聚氨酯體系。
低分子量二醇如乙二醇，二甘醇和1，4-丁二醇，和異氰酸酯反應生成線型化合物，被稱為擴鏈劑。 低分子量三醇，例如甘油，三羥甲基丙烷，四氫萘酚（例如季戊四醇），二胺（例如六亞甲基二胺）和氨基醇（例如二乙醇胺）和異氰酸酯反應生成交聯(lián)網(wǎng)狀化合物，被稱為交聯(lián)劑。用于固化預聚體的二胺，二元醇或多元醇則被稱作固化劑。
醇類擴鏈劑/交聯(lián)劑的作用：
醇類交聯(lián)劑可用于聚氨酯硬泡、自結皮、彈性體和高回彈泡沫，常見的交聯(lián)劑有乙二醇EG，甘油， 三羥甲基丙烷，1，4-丁二醇和一縮二丙二醇等。二元醇主要是起擴鏈劑作用，調節(jié)聚氨酯泡沫的硬段結構，改善硬度、撕裂和拉伸強度等物理性能；三元醇以及更高官能度的多元醇主要起交聯(lián)劑作用，以提高硬質聚氨酯的共價鍵水平，使聚氨酯泡沫產(chǎn)品形成更強的交聯(lián)結構，形成強的網(wǎng)狀聚合物結構，例如一些硬質泡沫塑料，以及許多半硬質泡沫系統(tǒng)中作為添加劑。
| 交聯(lián)劑/擴鏈劑 | 官能團 | 結構式 |
| 乙二醇 | 2 |
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| 二乙二醇 | 2 |
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| 一縮二丙二醇 | 2 |
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| 1，4-丁二醇 | 2 |
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| 三羥甲基丙烷 | 3 |
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| 甘油 | 3 |
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| 季戊四醇 | 4 |
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| 山梨糖醇 | 6 |
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胺類擴鏈劑的作用：
用二元胺作擴鏈劑比用二元醇的效率高，聚氨酯泡沫的物理性能要好，這可能是由于引入了參與氫鍵相互作用的脲鍵所致。芳香族和脂肪族二胺可分別用作擴鏈劑，但前者更受青睞，因為芳香族二胺與異氰酸酯的反應活性較低，有足夠的操作反應時間以滿足工藝條件。
簡單結構的二胺通常與異氰酸酯反應過于激烈，工藝條件難以控制。含有取代基的芳香二胺的衍生物，與異氰酸酯的反應受到足夠的阻礙，可以使胺類熟化的預聚體獲得極好的性能。
常用的二元胺有4，4'—二氨基聯(lián)苯及其衍生物，雖然可以使聚氨酯制品獲得極好的物理性能，但它們當作有很多具有致癌的危險，現(xiàn)在已很少使用。3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷（MOCA）也被定義為對健康有危害，現(xiàn)在已逐步停止使用。二乙基甲苯二胺（E-100）可用于聚氨酯和環(huán)氧樹脂的有效固化劑，它也可以用作聚氨酯和聚脲彈性體的擴鏈劑，特別是在反應注射成型和聚脲噴涂應用中。2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯（E-300）有位阻效應，具有延遲作用，可改善操作工藝條件。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷（UNILINK 4200），它是一種液體仲二胺，由于其中每個氨基上的氫原子被一個仲丁基取代，在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的結合產(chǎn)生了許多獨特的性能，氨基部分形成了影響硬段的脲鍵，而丁基則起內增塑劑作用。
| 二元胺擴鏈劑 | 中文名稱 | 結構式 |
| MOCA
| 3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷 |
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| DETDA（E-100）
| 二乙基甲苯二胺 |
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| DMTDA （E-300） | 2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯 |
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| UNILINK 4200 | 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷 |
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總結：
活潑的低分子量二元或多元化合物與異氰酸酯的共同使用時起交聯(lián)劑及擴鏈劑的作用，它們影響聚氨酯硬段和軟段的關系并從而影響產(chǎn)品的最終性能。由于低分子量二元或多元化合物的鏈接通常都比較短，增加用量可使聚氨酯產(chǎn)品的硬度，撕裂強度，拉伸強度，耐熱性和玻璃化溫度都有所提高，但回彈性，柔軟性下降。
聚氨酯配方中要用交聯(lián)劑及擴鏈劑，廣為熟悉的應用是：高回彈模塑泡沫、自結皮、硬泡和以及彈性體泡沫。擴鏈劑能與過量異氰酸酯進行二次反應，生成脲基甲酸酯或縮二脲結構而成為交聯(lián)劑。硬段之間的氫鍵形成物理交聯(lián)的情況也值得注意。含-0H或者-NH2官能團的交聯(lián)劑及擴鏈劑具有實用意義。
聚氨酯體系用擴鏈劑/交聯(lián)劑的選擇在很大程度上依據(jù)兩個主要標準：
1．根據(jù)每一個產(chǎn)品的化學特性，取決于密度/硬度/彈性/拉伸強度及其它物理性能；
2. 符合現(xiàn)場制造的工藝條件，諸如開放時間/操作時間/熟化時間及其他要求。
最佳的性能只有當擴鏈劑/交聯(lián)劑與給定體系的化學和工藝要求相匹配時才能獲得。
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