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擴(kuò)鏈劑及交聯(lián)劑與異氰酸酯反應(yīng),構(gòu)成聚氨酯(脲)的剛性鏈段即“硬段”,對(duì)RIM制品的成型工藝、制品物性等均起著非常重要的作用。增加剛性的鏈段量可提高剛性、耐熱性及尺寸穩(wěn)定性。但一旦超過限度后,聚合體易產(chǎn)生脆性破壞。
RIM體系的擴(kuò)鏈劑及交聯(lián)劑品種很多,有小分子二醇及多元醇類、醇胺類、低分子量脂肪族聚氧化乙烯醚多元醇、脂肪胺聚醚、芳香族胺醚類、芳香族二胺類等。
常用的擴(kuò)鏈劑有小分子二元醇如乙二醇、一縮二乙二醇(二甘醇)、1,4—丁二醇、丙二醇等。小分子三元醇交聯(lián)劑有三羥甲基丙烷、甘油等。低分子量烷醇胺類交聯(lián)劑有三乙醇胺、二乙醇胺等。
以小分子多元醇或醇胺為起始劑與氧化乙烯聚合而得的相對(duì)分子質(zhì)量在400以下的低黏度多元醇可用作RIM半硬泡等配方的交聯(lián)劑;以苯胺、甲苯二胺與氧化乙烯加成而得的低分子量芳香族多元醇活性高,也可用于RIM微孔彈性體、半硬泡等配方。
RIM常用的芳香族二胺擴(kuò)鏈劑有3,5—二乙基甲苯二胺(DET—DA,商品牌號(hào)為Ethacure 100)、3,5—二甲硫基甲苯二胺(DMT—DA,商品牌號(hào)Ethacure 300)等。這兩種擴(kuò)鏈劑都是液態(tài)位阻型芳香族二胺,其中DETDA與NCO的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍,比MOCA快約30倍,在聚氨酯領(lǐng)域主要用于RIM工藝。DETDA制備的RIM聚氨酯脲在脫模時(shí)有較大的撕裂強(qiáng)度,脫模成品率高,后膨脹小,并提高制品強(qiáng)度、耐低溫沖擊性和耐熱性。
有研究表明,隨著多元醇組分中DETDA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,凝膠時(shí)間由9s縮短到2.5s,制品硬度增加,拉伸強(qiáng)度、彎曲模量增加,耐熱性能提高(熱下垂由7.0mm下降到0.7mm),但伸長率下降,制品收縮率稍有增加。
二元醇與芳香族二胺對(duì)RIM成型工藝性能及材料物性的影響見表8—7。二胺擴(kuò)鏈,形成聚氨酯脲或聚脲,材料性能比二醇擴(kuò)鏈的聚氨酯高,但芳香族二胺如DETDA的價(jià)格比丁二醇等貴得多。
為了獲得較好的工藝性能、脫模性能及優(yōu)良的物理機(jī)械性能,可選用混合擴(kuò)鏈劑。