混合溶剂中聚氨酯树脂特性粘度的研究

混合溶剂中聚氨酯树脂特性粘度的研究

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福建化工

20 0 3年

第 4期

混合溶剂中聚氨酯树脂特性粘度的研究陈雪萍(建省石油化学工业厅干部学校福州 3 0 1 )福 5 0 3

摘

要

本文研究了由二苯基甲烷一4 4’,一二异氰酸酯 ( MDI链段和聚多元醇链 )段嵌段的聚氨酯在丙酮、酮混合溶剂中特性粘度 (]混合溶剂组成变丁 n随化的关系。发现：合溶剂中聚氨酯特性粘度是溶剂分别对聚氨酯各组分 混链段作用的共同贡献结果。

关键词

特性粘度混合溶剂聚氨酯树脂

溶度参数

1前言

漏斗过滤，集滤液待用。收

聚氨酯粘合剂中含有极性高的活性基团异氰酸酯基(一NC和氨基甲酸酯基 ( 0)一NHC 0O一)与，含有活性氢的材料如聚酰胺、材、革、属、木皮金塑

2 3一点法测高分子溶液的特性粘度[1… . 1]在 3 0±0 0℃的超级恒温水槽中分别测出溶 .5液和纯溶剂的流出时间 t t,后按下式计算和 o然

料、胶、张、璃等有着优良的粘附能力。另外，橡纸玻聚氨酯粘合剂除以上化学合力外，由于与被粘合材料之间产生氢键作用致使分子内力增强，而使粘因合更加牢固。然而，剂的选择和用量是个关键，溶它影响胶粘剂的粘接强度、料的粘度、定性、刷胶稳涂性、性保持期等。粘 本文选用的聚氨酯是由 MDI聚多元醇链段 和嵌段的聚合物，过由丙酮、酮分别与甲苯、酸通丁乙乙酯、 2#油组成不同比例的混合溶剂，究聚 10汽研

=tt, dpu/查 elh法中[1c—数值表，算出特性 o 1] 计粘度[1。 1 ] 3结果与讨论

特性粘度是衡量聚合物稀溶液中溶剂与大分子链相互作用的参数之一，比于溶液中高分子的有正

效体积。在良溶剂中高分子链的溶剂化程度高，溶剂与高分子链之间的作用大于高分子链之间的作用力，使得高分子链较为舒展，特性粘度[]较大；其 1也 1

相反地，不良溶剂中，分子链较为卷曲，1值较在高[1]小。由于聚氨酯树脂含有两种链段，溶液性质较其

氨酯树脂的特性粘度[1随溶剂比例不同的变化， 1]探索溶剂与高分子链的作用情况，定最佳的混合溶确剂。

为复杂，面我们从聚氨酯在混合溶剂中的性质入下手，入到二苯基甲烷一4 4一二异氰酸酯 (深，’ MDI )和聚多元醇共存的体系，下作出具体分析。以 3 1聚氨酯在丙酮混合溶剂体系中[1的变化 . 1]聚氨酯在丙酮中的特性粘度[1为 7 . mlg 1] 73/,在甲苯、乙酸乙酯中只能溶胀，完全不溶于 1 0 而 2#

2实验部分2 1溶剂及仪器 .

嘲、甲苯、丁酮、乙酸乙酯均为分析纯i2# 0 1汽油为倦学纯；乌氏粘度计，表，#芯漏斗，温水槽一套秒 5砂恒2 2溶液的配制 .

汽油中，因此聚氨酯在丙酮中链段最为舒展。

在丙酮一甲苯体系中聚氨酯的[1值变化比较 1]复杂，图 1所示。在丙酮溶液中加甲苯，量的甲如少

一丙酮酯汽将丁苯乙0别酮与乙、油、甲酸分、1 2 #

苯可以使[1迅速下降，着甲苯含量增加， 1值出 1]随[1]现极大值和极小值，甲苯含量为 2%时， 1有极大 0[1]

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值出现，甲苯含量为 3%时， 1有极小值出现； 0[1]甲苯含量为 5 0%时， 1值出现最大值。之所以有如[】]此复杂的变化曲线，该聚氨酯树脂本身的结构引是起的。丙酮、甲苯的溶度参数分别为 1 .、 . (a/ 0 0 8 9 el )/ MDI段的溶度参数为 1 . (a m 1, 链 0 2 c￣c )/ 2 c m 31。而聚多元醇链段的溶度参数为 9 3 clc )/, . ( a/ m 1少 2

2%时，聚多元醇链段略有舒展， 1出现极大值， 0使[] 随着乙酸乙酯的加入，与 8 I偏离值变大，血 的引起 MDI链段发生卷曲，以在乙酸乙酯含量为所 3%时出现极小值，着乙酸乙酯含量继续增加， 0随嘶

接近多元使聚多元醇链段较为舒展， mx醇， 8i与I

的偏离值较大， MDI链段较为卷曲， MDI和聚也愈偏

量的甲苯使分子收缩，合溶

剂的溶度参数降低，混高分子链较为卷曲， 1减小，着甲苯含量的增加，[]】随在

多元醇共同作用，[】在乙酸乙酯含量为 5%时使 1] 0

又出现极大值。乙酸乙酯含量继续增大， 离良溶剂，1下降，终导致聚氨酯不溶解。[]】最

甲苯含量为 2%时其混合溶剂的溶度参数 (血= 0 +0 )为 9 7 (a/ m 1,聚多元醇链 2[】 . 8 clc )/使 2

I和多元对 MDI聚多元醇链段都是不醇，和在丙酮一1 0 2#汽油体系中，着 1 0随 2#汽油含

段略有舒展，时[】出现极大值主要是聚多元醇链此 1]段起主导作用，着甲苯继续加入，与随血 I离偏值大，引起 MDI段卷曲，以在甲苯含量为 3 链所 0%时出现极小值，着甲苯含量继续增加血接近随多醇，聚多元醇链段较为舒展，与元使血 I偏的离值较大， MDI段较为卷曲，链 MDI聚多元醇共和

量增加，1缓慢下降，汽油含量为 3%时聚氨酯[】]当 0完全不溶解，法测定其[】值。这是由于 8 i降无 1] mx低， MDI聚多元醇略为卷曲导致[】下降，图 1和 1]见。 3.聚氨酯在混合溶剂丁酮体系中[】的变化 2 1]聚氨酯在丁酮\一性。鹾 1为 1 1 3/,] 0 . mlg因暑中特粘度[1 而。氨酯在丁酮中链段较为舒展。聚l0 2l0 1l0 0

同作用，[在甲苯含量为 5%时又出现极大值。使] 0甲苯含量继续增大，导致聚氨酯不溶解。¨

也愈偏离

I和多元醇，对

MDI聚多元醇链段都是不良溶剂， 7下降，终和[] 1最

10 21 0 1

9 08 07 0

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10 0

=I 9 08 0

薰 7 0囊 6 05 0 0 l 2 3 40 5 6 T 8 0 0 O 0 0 Q 0

溶剂浓度/%图 1聚氨酯树脂在丙酮及

丙酮混合溶剂中的特性粘度1丙酮一甲苯 . 2丙酮一乙酸乙酯 . 3丙酮一10 . 2汽油

在丁酮一甲苯体系中少量的甲苯可以使[】迅 1]

速下降，着甲苯含量增加， 1值出

现极大值和极随[】]小值，甲苯含量为 2%时， 1有极大值出现，苯 0[】]甲含量为 3 0%时， 1有极小值出现；[】]甲苯含量为 4% 0时， 1值出现最大值。见图 2丁酮的溶度参数为[】]。9 3 c]c )/。 . ( a m /

在丙酮~乙酸乙酯体系中，量的乙酸乙酯使少

[]降，着乙酸乙酯含量的增加，1值出现极大 1下】随[]】值和极小值，酸乙酯含量为 2%时， 1有极大值乙 0[] 1出现，乙酸乙酯含量为 3%时， 1出现极小值， 0[】]当乙酸乙酯含量为 5%时， 1出现最大值。如图 1 0[】] 所示。乙酸乙酯的溶度参数为 9 1 c 1c )/, . ( a m 少/

少量的甲苯使分子收缩，合溶剂的溶度参数混

降低，分子链较为卷曲， 1减小，着甲苯含高[]随量增加，甲苯含量为 2%时，混合溶剂的溶度在 0其参数 i 9.2 clc )/,聚多元醇链段略有 为 2 (a/ m 使

量的乙酸乙酯使血降低， MDI段发生卷曲， 1链[】]删、随着乙酸乙酯的增加，乙酸乙酯含量为，在

舒展，1值出现最大值，着甲苯继续加入，[1]随

与

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艿 I偏离值更大，起 MDI段卷曲，以在甲 的引链所

量增加，]速下降，汽油含量达 3%时完全不[迅当 0溶解，法测定其[]。这是由于 MDI聚多元无 1值和醇链段与混合溶剂的溶度参数艿差异很大，分血高子链段迅速卷曲，致[下降，图 2导]见。4结束语

苯含量为 3%时出现极小值，着甲苯含量继续增 0随加， r】近 多元使聚多元醇链段较为舒展， r【艿i n接【醇，艿i n】

与艿 I偏离值较大 . 的 MDI链段较为卷曲， MDI和聚多元醇共同作用，[在甲苯含量为 5%时又使] 0

出现极大值。甲苯含量继续增大，血也愈偏离 s I s 和多醇， MDI聚多元醇链段都是不良溶剂，元对和 [下降，终导致聚氨酯不溶解。]最在丁酮一乙酸乙酯体系中，量的乙酸乙

酯使少

从以上分析可以看出，氨酯分子结构中同时聚含有 MDI段和聚多元醇链段。们对良溶剂的识链他

别差别很大，选择单一纯溶剂使用，若其性能并非理想，将两纯溶剂按一定比例混合，能使高分子链若就段很好地伸展，为优良溶剂。所以混合溶剂的引成

艿 i低，分子链较为卷曲， 1%时出现极小 降 高在 0值，着乙酸乙酯含量增加，于 6 i近多随由 r】 n接【元醇， 使聚多元醇链段较为舒展，]升， 3%时达到[上在 0

入拓宽了聚氨酯的溶剂选择范围，时发现混合溶同剂对两种链段的作用能明显地从[的变化上表现 ]出来。

最大值，乙酸乙酯含量继续增加，血也愈偏离艿艿 和多醇， MDI聚多元醇链段都是不良溶剂，元对和 []降，终导致聚氨酯在 7%时完全不溶解。 1下最 0见图 2。

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在丁酮一1 0汽油体系中，着 1 0 2#随 2#汽油含

(接第 2上 9页 )3结论

环境污染与防治 .9 8 2 ( ) 1 1 9, 0 6:~4

3赵庆良，湘中 .学沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮[]环境 李化 J.科学 .9 9 2 ( ) 9 1 9 . 0 5:0~9 2

垃圾渗滤液具有很高浓度的氨氮，采用传统若吹脱法，造成吹脱塔内的碳酸盐结垢、气二次污会大

4孙英杰，迪民，隽超 .活垃圾填埋场渗滤液中氮氮的脱除徐张生[]给水排水 .0 2 2 ( ) 3~3 J. 20。8 7:5 7 5方建章。少斌 .学沉淀法去除水中氨氮的试验研究[]环境黄化 J.科学与技术 . 0 2 2 ( )3 2 0。 5 5:4~3 56 Zd bi k W n l y e ws a M a d ku a B.Re v l fa mo a mm o i ir g n b he o nanto e y tp e i i to r c p t i n me h d O h xa p e o o e s l

t wa t rs e s a to n t e e m l fsm ee￣ c se a tr

染等问题。本试验所采用的 MAP法能有效地使垃圾渗滤液中 N一N生成 Mg 4 O H2沉 NH P 4 6 O

淀，作为堆肥、园土壤、污泥的添加剂或用作可花干结构制品阻火剂而得以回收利用，有一定的研究具

价值。在 2℃, H8 5条件下，渗滤液中投加 5 p .往Mg l H O和 Na P 4并使 M Cz 6 2 H2 O,: 一： P N

【]W a. e. eh o.9 1 2 ( ) 2 9 J . t S iT c n 11 9, 4 7: 2~2 4 37 Tu y O .Amm o i e l na nar n( b a ne i m m mo i m h s a e i y m g su a n u p o ph t n

id sr l s ewae s n u ti t tr .wa .c . h o . 9 7 3 ( ) 2 5 2 a wa t si t n 11 9。 6 2: 2~2 8 c e

物质的量之比为 1 1 1时，滤液中的氨氮的去除：:渗率可达 9%以上。 8 参考文献1张跃升，全元，书平 .垃圾渗滤液处理技术研究进展[]安松赵 J.全与环境学报 .2 0。 ( ) 1 5 0 11 6:~

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2赵庆良，丰湘中.垃圾渗滤液中的氯氮对微生物的抑制作用[] J.

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