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擴(kuò)鏈系數(shù)和異氰酸酯指數(shù)

2021-10-14 7874

  擴(kuò)鏈系數(shù)f是澆注型聚氨酯制備工藝中的一個常見術(shù)語。擴(kuò)鏈系數(shù)是指擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑中的氨基和羥值總摩爾數(shù)(即當(dāng)量數(shù))與預(yù)聚體中異氰酸酯基摩爾數(shù)的比值,即活潑氫基團(tuán)與NCO基的摩爾比值。如果固化劑體系中用到交聯(lián)劑, f就是擴(kuò)鏈/交聯(lián)系數(shù)。

  異氰酸酯指數(shù)R是指反應(yīng)體系中NCO基與(羥值+氨基)的摩爾比值。

  擴(kuò)鏈系數(shù)與異氰酸酯指數(shù)成反比,即f×R=1。

  按照等當(dāng)量反應(yīng)原則,多異氰酸酯與多元醇(胺)反應(yīng),理論上1個氨基或者羥基與1個NCO基反應(yīng)才能完全固化,此時的異氰酸酯指數(shù)或擴(kuò)鏈系數(shù)就是1.0,但因預(yù)聚體用擴(kuò)鏈劑固化時,擴(kuò)鏈劑中可能會含微量水分,并且為了使120℃左右后熟化階段有多余的NCO基參與交聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生微量支化以改善聚氨酯彈性體的性能,一般來說讓NCO基稍過量,即擴(kuò)鏈劑用量比理論計算所需的少一點(diǎn),芳香族二胺如MOCA做固化劑時,因?yàn)镸OCA含苯環(huán),且反應(yīng)生成的脲基易形成氫鍵,即使MOCA欠量(即實(shí)際用量比理論量少)也可以得到性能優(yōu)良的彈性體,使得配方寬容度比二醇擴(kuò)鏈體系的高,擴(kuò)鏈系數(shù)通常在0.80~0.95之間,常采用0.90~0.95。

  對于采用醇類擴(kuò)鏈劑和醇類交聯(lián)劑的中高溫固化聚氨酯彈性體體系,異氰酸酯指數(shù)范圍比胺固化體系的窄,一般在1.00~1.08范圍,如果異氰酸酯指數(shù)低于1.0,則聚氨酯分子量低,偏軟,強(qiáng)度也低;如果異氰酸酯指數(shù)高于1.1,可能因?yàn)槲锪系牟黄胶?,短時間內(nèi)分子量增長受影響,強(qiáng)度差,多余的異氰酸酯基會慢慢被空氣中的水分進(jìn)一步固化。