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聚氨酯因其软、硬段可调,机械性能优异而被广泛应用,但其在耐水、耐候性能方面表现不佳,限制了它的应用范围。通过在其主链上引入耐水、耐候较好的硅氧硅链并进行超支化能有效克服这些缺点,发挥其多功能基团的特性,提高其作为材料的性能,拓宽其新的应用领域。本文就这种超支化有机硅聚氨酯的合成及性能进行了研究:
第一,以二乙醇胺、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷为基础,合成了含九个烷氧基的一级中间体,并对其合成条件以红外光谱法和二正丁胺法进行了研究,确定反应的条件为NCO/OH摩尔比稍高于化学计量比、50℃下反应2h。进一步与羟基硅油、γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应制得了含氨基的二级中间体,并以红外光谱证实了其结构。
第二,以不同分子量的聚乙二醇、TDI为基础,合成了端-NCO型聚氨酯预聚体,对合成的实验重现性、NCO/OH摩尔比的影响进行了研究,并以红外、核磁共振谱进行了结构表征。结果表明:反应的最佳条件为50℃、NCO/OH摩尔比2.6、反应1~2h,所制得的预聚体结构清晰。
第三,以分子量为400的羟基硅油与甲苯二异氰酸酯反应,制取了端-NCO型有机硅聚氨酯预聚体,并对其结构进行了红外、核磁表征,经证实所制得的有机硅聚氨酯预聚体结构清晰、明确。
第四,以所制的有机硅聚氨酯预聚体与不同分子量的聚乙二醇反应,制取了一系列线性有机硅聚氨酯;以所制的聚氨酯预聚体、二级核单体中间体为基础,合成了一系列超支化有机硅聚氨酯。将所制得的线性和超支化有机硅聚氨酯于50℃下固化12h,并对固化物进行了热重分析,对超支化型有机硅聚氨酯进行了吸水率测试。
结果:表明:所制得的超支化有机硅聚氨酯在中温区的耐热性有了明显的提高,并且耐水性较同类的线性多烷氧基有机硅聚氨酯有了较大的提高。