资源描述：
《聚脲的合成与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第7期高分子材料科学与工程Vol.24,No.72008年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJul.2008聚脲的合成与应用浦鸿汀,刘泰,杨正龙,袁俊杰(同济大学材料学院功能高分子研究所,上海200092)摘要:聚脲主要通过二异氰酸酯和二胺或二异氰酸酯和水反应聚合得到,聚合方式主要有直接聚合、溶液聚合、乳液聚合、气相沉积聚合等。文中综述了聚脲较新的研究进展,讨论了反应注塑与喷涂聚脲弹性体、聚脲微胶囊、聚脲气相沉积聚合等应用,并展望了聚脲的研究和应用前景。关键词:聚脲;二异氰酸酯;二胺中图分类号:O633.4文献标识码:A文章编号:1
2、00027555(2008)0720001205O氰酸酯与二胺的聚合;(2)二异氰酸酯与水的聚聚脲(PU)是分子主链中含有NHCNH合。链节的聚合物。其制备反应的过程比较简单,1.1二异氰酸酯与二胺反应制备聚脲一般不需要催化剂。合成的聚合物热稳定性二异氰酸酯与二胺反应是合成聚脲的主要佳,模量和强度等力学性能优异,聚脲的耐水解手段,如Fig.1所示。以4,4′2二异氰酸酯二苯性能也较好,甲苯二异氰酸酯(TDI)与水反应甲烷(MDI)与4,4′2二氨基二苯甲烷(MDA)的得到的聚脲分解50%所需时间至少为110000反应为例,异氰酸酯基团-N=C=O和氨基[1]年。这些优良的性能使得聚脲
3、在合成出来-NH2有很高的反应活性,在大多数情况下,可不久就得到了广泛的应用。本文就聚脲的合成以直接并快速地反应,故聚脲的反应形式灵活和应用的最新进展做一评述。多样,有直接聚合、溶液聚合、乳液聚合等方[2,3]1聚脲的合成和制备技术法,有足够反应活性的体系甚至可以采用[4,5]合成聚脲的方式主要有两种途径:(1)二异气相沉积聚合(VDP)的方法来制备。Fig.1PolyureasynthesizedbyMDIandMDA直接在反应容器中聚合的方法是实现聚脲组分(异氰酸酯组分)和R组分(树脂组分),并反应注射成型(RIM)的基础,随着RIM在建筑包括有催化剂(调节聚合速率)和其它一系列
4、助施工、船舶制造等行业的迅速发展,这种聚合方剂,在模具或其它物体表面聚合、交联、固化,形[2]式得到了广泛的研究。在反应容器中主要有A成聚脲弹性体。聚脲溶液聚合是将异氰酸收稿日期:2007201210;修订日期:2007205231联系人:浦鸿汀,主要从事功能高分子材料研究,E2mail:puhongting@mail.tongji.edu.cn2高分子材料科学与工程2008年酯和二胺溶于有机溶剂进行反应,反应的溶剂真空的条件下加热升华,在预置的样品板上冷以N,N2二甲基乙酰胺(DMAc)为主,加入二异却、沉积并聚合,形成均匀、致密、约1μm～2氰酸酯和二胺,搅拌下反应,得到无色粘稠
5、聚脲μm的薄膜。溶液。聚脲的乳液聚合体系主要是水包油(O/1.2二异氰酸酯与水反应制备聚脲W)型,与溶液聚合相比,乳液聚合的聚合速率二异氰酸酯与水反应也可以合成聚脲,但高,产物分子量高,产物的粒径分布均匀,是聚反应速率较二胺慢,如Fig.2所示。以TDI与脲合成的理想方法。目前聚脲微胶囊的制备就水的反应为例,较慢的反应速率在某些情况下是采用乳液聚合体系,如TDI、乙二胺(EDA)和有其特有的优势,比如在合成聚脲微胶囊时,用1,62己二胺加入到正十六烷的乳化体系中形成溶于有机油脂的异氰酸酯与水直接反应,可以[6]聚脲胶囊壁。VDP法制备聚脲的方法采用减少甚至避免因为反应速度过快而造成的
6、团聚[7]升华温度较低的固态二异氰酸酯和二胺在接近现象。Fig.2PolyureasynthesizedbyTDIandwater1.3共聚方法制备新型的聚脲种复杂环境的要求。Unal等研究了A2/B3反聚氨酯和聚脲的特征结构有相似之处,应体系,即含有双官能团的异氰酸酯和具有三[8][9]Yeh等研究了聚氨酯/聚脲的软硬段弹性体,官能团的胺类,但此方法在异氰酸酯基团的以MDI与乙二胺(EDA)反应得到的聚脲结构摩尔比率增大时会出现凝胶现象,使分子量难作为硬段,异氰酸酯和聚四氢呋喃(PTMeO)作以测定。如Fig.3所示,高枝化聚合物体系的[10]为软段聚合,形成了具有较好韧性的聚合物
7、弹第二种合成方法为A2+CBn体系,其中C性体。高枝化共聚体系是聚氨酯/聚脲共聚的为氨基,B为醇羟基。因为A与C的反应速率又一新研究内容,高枝化聚合物比线性的同种远远大于A与B的反应速率,反应初始,体系聚合物来说,难溶难熔,有较大的熔融黏度,并中迅速形成ABn类型的反应中间体,此后再进且可以在聚合物尾端接入新的官能团以适应各行聚合,可以有效地防止凝胶的形成。Fig.3Synthesisandstructuresofhighbranchedpolyurea2
