二异氰酸酯扩链改性生物基共聚酯弹性体
聚氨酯分子结构与性能的关系
聚氨酯分子结构与性能的关系聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成，是一种嵌段聚合物。
一般长链二元醇构成软段，而硬段则是由多异氰酸酯和扩链剂构成。
软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。
2.3.1 影响性能的基本因素聚氨酯制品品种繁多、形态各异，影响各种聚氨酯制品性能的因素很多，这些因素之间相互有一定的联系。
对于聚氨酯弹性体材料、泡沫塑料，性能的决定因素各不相同，但有一些共性。
2.3.1.1 基团的内聚能聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。
聚氨酯的性能与其分子结构有关，而基团是分子的基本组成成分。
通常，聚合物的各种性能，如力学强度、结晶度等与基团的内聚能大小有关。
聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基团外，不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。
各基团对分子内引力的影响可用组分中各不同基团的内聚能表示，有关基团的内聚能（摩尔内能）见表2-11。
酯基的内聚能高，极性强。
因此聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型，聚氨酯-脲的内聚力、粘附性及软化点比聚氨酯的高。
聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子内的吸引力有关，这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关，也即与基团种类及密集程度有关。
2.3.1.2 氢键氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和含H原子的基团之间，与基团内聚能大小有关，硬段的氨基甲酸酯或脲基的极性强，氢键多存在于硬段之间。
据报道，聚氨酯中的多种基团的亚胺基（NH）大部分能形成氢键，而其中大部分是NH与硬段中的羰基形成的，小部分与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的。
与分子内化学键的键合力相比，氢键是一种物理吸引力，极性链段的紧密排列促使氢键形成；在较高温度时，链段接受能量而活动，氢键消失。
氢键起物理交联作用，它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。
氢键越多，分子间作用力越强，材料的强度越高。
TPU 材料介绍
�
【特性】
优异的耐磨性能
优异的回弹性和韧性，TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。
耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。
硬度范围宽（60A-90D）。可加工性能好
生物相容性优秀
医疗级TPU管
产品简介
TPU管
【概述】
热塑性聚氨酯，英文名称为“Thermoplastic Polyurethane”，简称为“TPU”。是一种（AB）n型嵌段线性聚合物，A为高分子量（1000-6000）的聚酯或聚醚，B为含2-12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是用二异氰酸酯，通常是MDI连接。聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类，白色无规则球状或柱状颗粒，相对密度1.10-1.25，聚醚型相对密度比聚酯型小。
【用途】
各种中心静脉导管，导管鞘等。
【规格】
内径：0.40mm-10.00mm
壁厚：0.20mm-3.00mm
【材料】
医用级（USP Class VI）、食品级（FDA）和工业级
含20-40％的Baso4显影剂
【生产环境】
tpu材料
TPU是Thermoplastic Urethane的简称，中文名称为热塑性聚氨酯弹性体，TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用与医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。 一、热塑性聚氨酯弹性体TPU按分子结构可分为聚酯型和聚醚型两种，按加工方式可分为注塑级、挤出级、吹塑级等。 TPU的主要特性有： 1. 高耐磨性：TPU与其它材料的Taber磨耗指数对比 （磨耗条件：CS17轮、1000g/轮、5000r/m 23℃） 材料 磨耗量（mg） 材料 磨耗量（mg） TPU 0.5-3.5 天然橡胶 146 尼龙610 16 耐冲击PVC 160 聚酯薄膜 18 丁苯橡胶 177 尼龙11 24 增塑PVC 187 HDPE 29 丁基橡胶 205 PF 42 ABS 275 丁羟橡胶 44 CBR 280 尼龙66 49 PS 324 LDPE 70 尼龙6 366 2. 硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性。 3. 机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。 耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。 4. 加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注射、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。 5. 耐油、耐水、耐霉菌。 6. 再生利用性好。 二、各种TPU成型品的用途: 汽车部件 球型联轴节；防尘盖；踏板刹车器；门锁撞针；衬套 板簧衬套；轴承；防震部件；内外装饰件；防滑链等 机械·工业用部件 各种齿轮；密封件；防震部件；取模针；衬套；轴承 盖类；连接器；橡胶筛；印刷胶辊等 鞋类 垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌 女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴等 其他 自位轮；把手；表带等 管材·软管 高压管；医疗管；油压管；气压管；燃料管；涂敷管 输送管；消防水带等 薄膜·板材 转动带；气垫；膜片；键盘板；复合布等 电线·电缆 电力通信电缆；计算机配线；汽车配线；勘探电缆等 其他 各种环形管线；圆形带；V型带；同步带；防滑带等 压 延 转动带；软体槽、罐类；薄膜复合片材等 吹 塑 各种车辆用箱类；各种容器类 吹 膜 超薄、宽幅薄膜（医疗、卫生用品） 溶 液 熔接料；粘接剂；人造革、合成革、绳、铁丝、手套等涂层 三、TPU按应用主要分为以下几种 1. 鞋材 TPU用于鞋材主要由于其优良的弹性和耐磨性。含TPU的鞋类产品穿着舒适度方面比普通鞋类产品优越得多，因此，在高档鞋类产品中较为广泛，尤其是一些运动鞋，休闲鞋。 2. 薄膜 TPU因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。目前，凡是使用PVC的地方，TPU均能成为PVC的代替品。TPU薄膜不仅可与各种布料贴合，还可以用真空热成型的方法生产轮廓清晰，尺寸稳定的产品。随着国内环保意识的不断提高，TPU的应用也越来越广泛。其中增加速度比较快的领域：鞋面里料、保暖内衣、透明内衣、透明肩带、松紧带及医疗用透气胶带。 3. 胶粘剂 TPU胶粘剂属于聚氨酯粘胶剂的一种。在欧美聚氨酯胶粘剂的使用已经相当普遍，特别在鞋类胶粘剂的使用中，几乎使用聚氨酯粘胶剂。我国TPU粘胶剂的使用是以TPU溶解后，经过加工处理后获得聚氨酯粘胶剂。在TPU粘胶剂使用上，主要以广东、福建、浙江、上海四个主要地区为主。 4. 软管 由于TPU软管具有柔软，良好的抗张强度、冲击强度 耐高低温性，所以在中国TPU软管被广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等机械设备等的输气、输油软管。主要TPU软管制造企业集中在广东、浙江、江苏、山东、河北等地。 5. 电线 TPU提供了耐撕裂、耐磨与弯曲特征，耐高低温性更是电缆性能的关键。所以在中国市场上，高等电缆如控制电缆与电力电缆用TPU，用来保护设计复杂电缆的被覆材料，用途也日益广泛。 6. 滚轮 聚氨酯弹性体以其较高的机械强度、卓越的耐磨性、优良的耐油、耐酸碱、突出的抗压缩性及使得其在滚轮上有大量应用。国内滚轮主要有以下几种：工业滚轮、家用滚轮、运动器材轮、医疗器械轮、玩具轮。 7．塑胶改性 可用于PA，ABS增塑，但成本较高 8 .油墨 TPU油墨主要优点表现于：优异的附着力，低粘度，良好的耐曲挠性，优异的耐磨性，高光泽度，耐气候性，可以抵御包括UV照射在内的任何阳光暴晒，在各种应用领域中都表现极好的强韧性和持久性。芳香族和脂肪族的ＴＰＵ制成的油墨都能在各种气候和环境条件下使用，产品具有稳定和杰出的性能。 TPU 油墨具有光洁平滑的外观，良好的遮光性及耐醇、附着力强等特点，主要适用于TPU等塑胶的表面装饰。如手机、笔记本电脑、鞋、轿车皮椅、沙发、高级皮具、手提袋、充气娱乐TPU制品、雨伞、雨衣等 TPU油墨用于金属、玻璃上，附着率差，易掉漆。
生物基合成橡胶的研究进展
生物基合成橡胶的研究进展吉海军; 乔荷; 王朝; 杨慧; 王润国; 张立群【期刊名称】《《材料工程》》【年(卷),期】2019(047)012【总页数】9页(P1-9)【关键词】生物基化学品; 生物基橡胶; 聚酯型生物基橡胶; 衣康酸酯橡胶【作者】吉海军; 乔荷; 王朝; 杨慧; 王润国; 张立群【作者单位】北京化工大学新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室北京100029; 北京化学工业集团有限公司北京市化工职业病防治院北京 100093【正文语种】中文【中图分类】TQ333近代社会的迅猛发展得益于繁盛的石化工业，然而石油化工行业的发展不可避免地带来了一系列问题。
化石资源属于不可再生资源，随着数百年的开采，已逐渐不能满足人们日益增长的能源需求，化石资源的过度开发对生态环境造成破坏并产生大量的温室气体，与目前生态环保、可持续发展理念相悖。
为了应对能源和环境危机，人们开始探索可持续发展的新能源道路[1]。
生物质能是从太阳能转化而来的，通过植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，其使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个理论上二氧化碳的净排放为零的物质循环，生物质能同时也被认为是唯一能被存储的太阳能，在替代化石燃料方面有不可比拟的优势[2]。
到2020年，我国生物质能源消费量有望占到整个石油消费量的20%，将我国对石油的对外依存度控制在50%以下。
利用生物质资源提炼生物质燃料及化学品，美国能源部计划2025年生物燃料提供30%的能源需求，生物基化学品提供总有机化学品需求的25%，据预计至2050年，来源于可再生物质大宗化学品可达到约 1.13亿吨，占所有有机化学品的38%[3]。
目前已经使用生物基化学品成功制造了如聚乳酸(PLA)[4]、淀粉基聚合物[5]、聚羟基链烷酸酯(PHAs)[6]、1,3-丙二醇基聚合物[7-8]和聚丁烯[9]等材料。
陶氏化学公司已建成一座年产14万吨的PLA工厂，并计划将产能提高到45万吨/年。
(完整)聚氨酯弹性体生产工艺配方技术
聚氨酯弹性体工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述二、聚氨酯弹性体的主要原料三、聚氨酯弹性体主要生产设备四、模具的加工五、聚氨酯弹性体生产工艺流程六、生产过程中注意事项一、聚氨酯弹性体的概述所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温，扯断伸长率＞50％，外力撤出后复原性比较好的高分子材料，而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。
在弹性体中，其扯断伸长率较大〈＞200％）、100%定伸应力较小<如＜30Mpa）、弹性较好的可称为橡胶。
所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。
聚氨酯弹性体，又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方各种各样,可调范围很大。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至绍尔A10以下的低模量橡胶,高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。
所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料.二、聚氨酯弹性体主要原材料聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类,即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂<交联剂）.除此之外，有时为了提高反应速度，改善加工性能及制品性能,还需加入某些配合剂。
下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。
反应过程：多元醇与二异氰酸酯反应，制成低分子量的预聚体;经扩链反应，生成高分子量聚合物;然后添加适当的交联剂,生成聚氨酯弹性体.其工艺流程如下：2。
1 低聚物多元醇聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低，通常为2或2~3。
相对分子质量为400~6000，但常用的为1000～2000.主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε—己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。
它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。
一般可通过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。
2.1。
1聚酯多元醇聚酯多元醇简称聚酯,是聚氨酯弹性体最重要的原料之一.它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成，最常用的二元羧酸是己二酸,最常用的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。
生物基聚氨酯材料的研究进展
生物基聚氨酯材料的研究进展摘要：聚氨酯作为一种聚合物材料，广泛用于制革、鞋类、建筑、家具、家用电器、汽车等领域。
所使用的大多数低原料聚烯烃和聚硅氧烷来自不可再生的矿物资源，其大量消费助长了能源危机和环境污染。
寻找替代传统原料的可再生材料已成为发展聚氨酯材料技术的迫切需要。
生物原料用于聚氨酯配方，包括生物-基多甲基多、生物异氰酸酯、非异氰酸酯生物聚氨酯和生物填充。
生物物质对生物物质产品的回收利用有助于减少温室气体排放和实现低碳经济，这是聚氨酯材料工业发展的动力。
本文件概述了近年来聚氨酯研究的进展情况，分析了不同技术路线的特点和问题，并概述了该领域的技术发展情况。
关键词：生物基聚氨酯；材料；研究进展引言生物基聚氨酯是指合成中使用可再生生物质资源的聚氨酯品种,相关研究主要集中在生物基多元醇、生物基异氰酸酯以及生物基扩链剂制备3个方面。
其中,使用生物基扩链剂制备聚氨酯对于聚氨酯生物基含量的提升有限,在本文中不过多讨论。
生物基多元醇的研究相对成熟且具有巨大应用前景。
基于结构的不同,生物基异氰酸酯可分为脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯,对称及非对称异氰酸酯,目前已开发出二聚酸改性的脂肪族异氰酸酯产品,但是这种异氰酸酯制备的聚氨酯还仅仅适用于涂料,不能用在泡沫,弹性体等领域。
芳香型及对称型异氰酸酯制备的聚氨酯比脂肪型和非对称型聚氨酯具有更高的模量和力学强度,但同时也存在长时间处于高温或自然光环境下易黄变的缺陷。
近些年,一种无光气参与的非异氰酸酯引起了人们的关注,为生物基聚氨酯的发展提供了新的可能。
1聚氨酯聚氨酯被称为聚氨酯(PU)，是工业生产中广泛使用的一种材料。
目前，聚氨酯材料在工业生产中占有重要地位，因为它具有良好的耐磨性、弹性和粘度，广泛用于食品加工、服装、建筑工程和国防工程等许多领域。
传统聚氨酯材料中使用的原材料是不可再生能源，具有相对高分子质量和高化学能量、降解困难、严重的环境损害以及长期以来对自然环境的不可逆转的影响等特点因此，研究容易降解和无害环境的聚氨酯材料是发展绿色材料的必然趋势。
聚氨酯材料及其应用
根据所用原料品种不同及配方用量的变化，可 以制成不同密度、不同性能的软泡、半硬质以及硬 质泡沫材料，用于各种保温隔热材料、缓冲材料、 座椅靠垫及床垫等。
1)、软质聚氨酯泡沫
定义：软质聚氨酯泡沫塑料(flexible PU foam,简称聚氨 酯软泡)是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料， 它是用量最大的一种聚氨酯产品。 特性：聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、 弹性回复好、吸音、透气、保温等性能。在聚氨酯泡沫塑料 制品中，有60%以上是软泡。
R NCO + Ar
OH
反应特点：氨基甲酸苯酯常温下稳定，高温下分解。
异氰酸酯与酰氨反应
O R NCO + R' C NH2 100℃ 反应活性低 O O NCO + R' C OH R' + CO2 O O R' R NH C O C
R NH CO
2000年 161.7
2001年 177.9
2002年 193.7
2006年 235.9
纯MDI
TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇
59.0
120.0 11.0 323.6 76.5
64.0
121.5 12.0 345.0 94.5
68.0
127.6 13.55 350.0 114.0
69.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7
中东和非洲 西欧
总计
41.5 262.0
820.26
46.0 291.5
899.3
47.5 294.4
987.7
48.5 301.8
1016.5
生物可降解材料PBAT_的生产现状及其研究进展
第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024基金项目： 2023年八师中青年科技创新领军人才项目（项目编号：2023RC06）。
收稿日期： 2023-05-06生物可降解材料PBAT 的生产现状及其研究进展王祖芳，黄东，王明亮（新疆天业（集团)有限公司，新疆 石河子 832000）摘 要：阐述了目前生物可降解材料PBAT 的合成工艺技术特点、技术来源、产业化现状及改性研究进展，指出了生物可降解材料PBAT 生产技术的未来发展方向。
关 键 词：工艺技术；生产现状；共聚改性；共混改性中图分类号：TQ201 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0416-07塑料自发明以来，由于其在强度、性能与功能以及使用方便等方面的优势，在包装、农业、 建筑、机械及社会各个方面被大量使用，人类已经离不开它。
但由于对废弃传统塑料制品的不规范处理、缺少合理回收使用技术、以及长时间的堆积，形成了日益严重的“白色污染”问题，它严重影响了人类的生活环境、粮食安全和可持续发展。
国家和各省市相继出台了相关法律法规，将限制和淘汰使用不可降解塑料制品提上了具体日程，以解决废旧塑料带来的“白色污染”、“海洋微塑料污染”等全球性环境问题，与此同时，政府已采取一系列措施，鼓励开发、生产和推广生物降解材料。
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(以下简称“PBAT”)是一类长链脂肪族-芳香族共聚酯聚合物材料，由脂肪族的己二酸(AA)、短芳香族对苯二甲酸(PTA)和1，4-丁二醇(BDO)经酯化缩聚而成。
主要融合了脂肪族制品的“柔韧性”和芳香族产品的“刚性”，有较好的断裂伸长率和延展性，以及良好的抗冲击能力和热稳定性[1-4]。
由于酯键存在于分子中，有生物的可降解性，易于被大自然中动植物体内的各种细菌或酶所分解，形成了二氧化碳和水分，因此，应用前景广阔。
聚氨酯弹性体用各类助剂简介
助剂是橡胶工业的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂，按所起作用的不同，可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。
1 合成助剂1.1 催化剂及阻聚剂在聚氨酯弹性体的合成中，为了加快主反应的速度，往往需要加入催化剂，常用的催化剂有叔胺和有机锡两类，叔胺类有三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺、二甲基乙醇胺、吗啡啉等，其中以三乙烯二胺最重要；有机锡类有辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。
此外，还有有机汞、铜、铅和铁类，以有机铅、汞最为重要，如辛酸铅和乙酸苯汞等。
有机二元酸，如己二酸、壬二酸可作为聚醚型聚氨酯浇注橡胶的催化剂。
胺类催化剂多用于泡沫配方中的成泡反应，在聚醚体系中，胺和锡类催化剂并用可获得最佳的泡孔结构。
有机锡类催化剂通常催化HO和NCO反应过程，可避免OH的副反应，该类催化剂除提高总的反应速率外，还能使高分子质量多元醇与低分子质量多元醇的反应活性趋于一致，从而使制得的预聚物具有较窄的分子质量分布和较低的粘度。
使用催化剂对弹性体最终制品的性能是有不良影响的，主要影响高温性能和耐水解性。
阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、己二酰氯等。
1.2 扩链剂和扩链交联剂在聚氨酯弹性体的合成中，扩链剂是指链增长反应必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇类、烯丙基醚二醇等。
浇注型聚氨酯弹性体除烯丙基醚二醇不适用外，其他扩链或扩链交联剂都可以使用，热塑性聚氨酯弹性体仅使用二醇类；混炼型聚氨酯弹性体既可使用二醇也可用烯丙基醚二醇类。
一般低分子质量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂，脂肪族二元醇有乙二醇、丁二醇和己二醇等，其中最重要的是1，4-丁二醇（BDO），在制备热塑性聚氨酯时用得最多，它不仅起扩链作用，还可调整制品硬度。
在芳香族二元醇中，较重要的是对苯二酚二羟乙基醚（HQEE），其结构式是：它能提高聚氨酯弹性体的刚性和热稳定性；另一种芳族二醇是间苯二酚二羟乙基醚（HER），它能最大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性，而同时又可将收缩率限制到最小。
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第 ５期
张奇 男 等 ．二 异氰 酸 酯 扩 链 改 性 生 物基 共 聚 酯 弹 性 体
过氧 化二 异 丙 苯 （ＤＣＰ），纯 度 ９９％ ，上 海 方 锐 达 化学 品有 限公 司产 品。 １．２ 实 验方 法
酸 酯类 扩 链 剂 的 反 应 活 性 为 最 高 。本 工 作 以 １，３一丙二 醇 、１，４一丁二 醇 、丁 二 酸 、癸 二 酸 和 衣 康 酸 ５种生 物 基 单 体 为 原料 ，合 成 了富 端 羟 基 ＢＰＥ预 聚物 ，然后 以 ４，４ 一二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 （ＭＤＩ）为扩 链 剂 制 备 了 扩链 产 物 ，考 察 了 ＭＤＩ 用量 、反 应温 度 和反 应 时间对 扩链 反应 的影 响 ，并 对 扩链前 后 试样 的结 构 和性 能进 行 了对 比。
关 键 词 ：生物 基 共 聚 酯 弹 性 体 ；扩 链 反 应 ；４，４ 一二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 ；力 学性 能 中 图分 类 号 ：ＴＱ ３３４．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００—１２５５（２０１８）０５—０３４８—０４
为 了实 现橡 胶 行 业 的可 持 续 发 展 ，通 过 天然 资 源得 到生 物基 化 学 品 ，进 而 合 成 生 物 基 弹性 体 是 一条 有效 的途 径 －２ ３。Ｗｅｉ等 利 用 生 物基 二 元醇 和二 元 酸 作 单 体 ，通 过 熔 融 缩 聚 的 方 法 制 备 得 到 了系列 生物 基共 聚 酯弹 性体 （ＢＰＥ）。但 由 于弹性 体 材料 的黏度 随相 对分 子 质量 的增 加 而升 高 。 当黏 度 达 到 一 定 程 度 时 ，便 会 发 生 Ｗｅｉｓｓｅｎ－ ｂｅｒｇ效 应 ，合 成 的弹性 体材 料会 缠 结在 搅拌 桨 上 ， 无法 进 一步 发 生反应 以获得 高相 对 分子 质量 的聚 合物 。对于 橡 胶来 说 ，需 通 过密 炼 、开炼 等传 统橡 胶加 工 方 法 ，引人 纳 米 增 强 填 料 、防 老 剂 、增 塑 剂 及硫 化 剂等 来 提高 橡胶 的综 合 性能 。如果 弹性 体 材 料 的黏度 太 低 ，会 导 致其 无 法正 常加 工 。 因此 ， 提 高 ＢＰＥ的相 对 分 子质 量 对 于 获 得 高 性 能 的生 物 基橡 胶 材 料 至 关 重 要 。获 得 高 相 对 分 子 质 量 ＢＰＥ的途 径 主要 有 固相 缩 聚 、熔 融 缩 聚及 反 应 扩 链 ３条 途径 ，其 中 ，固相 缩 聚仅 适用 于 聚酯 塑料 或纤 维 。熔融 缩 聚方 法 存 在 反 应 时 间长 、能 耗 高 及 副 产 物多 等 问题 ，而 反应 扩链 是一 种 简 单 可行 的方 法 ，应用 广 泛 。扩链 剂 的种类 非 常 多 ，其 中适 用于 聚 酯 的扩链 剂根 据其 种 类可 分 为端 羧基 类 和 端羟 基 类 ，前 者 主要 包括 环 氧树脂 类 和 嗯唑 啉类 ， 后者 主 要包 括 酸 酐类 和异 氰 酸 酯 类 ，其 中 以 异氰
１ 实 验部 分 １．１ 主 要 原 材 料
１，３一丙二 醇 、１，４一丁二 醇 、丁二 酸 、衣 康 酸 、 对苯 二酚 、钛 酸 四丁酯 ，纯度 均 不 小 于 ９９％ ；癸 二 酸 、亚磷 酸 ，纯度 均 不 小 于 ９８％ ；均 为英 国 Ａｌｆａ— Ａｅｓａｒ公 司 产 品 。ＭＤＩ，牌 号 ＭＤＩ一１００，工 业 品 ， 烟 台万华 聚 氨 酯 股 份 有 限 公 司 产 品 。 白炭 黑 ，牌 号 ＶＮ ３，工业 品 ，青 岛德 固赛 化学 有 限 公 司产 品。
收 稿 日期 ：２０１８—０３—１８；修 订 日期 ：２０１８—０７—０７。 作 者 简 介 ：张 奇 男 （１９９４一 ），男 ，江 西 鄱 阳 人 ，硕 士 研 究 生 。 主 要 从 事 生物 基 聚酯 材 料 的研 究 工 作 。 基 金 项 目 ：国 家 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目 （２０１７ ＹＦＢ ０３０６９０３）；国 家 自 然 科 学 基 金 青 年 科 学 基 金 资 助 项 目 （５１７０３００７）。
摘 要 ：以 １，３一丙二 醇 、１，４一丁二 醇 、丁 二 酸 、癸 二 酸 和 衣 康 酸 ５种 生 物 基 单 体 为 原 料 ，合 成 了 富 端 羟 基 生 物 基 共 聚 酯 弹性 体 （ＢＰＥ）预 聚 物 ，然后 以 ４，４ 一二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 （ＭＤＩ）为 扩 链 剂 制 备 扩 链 产 物 ，考 察 了 ＭＤＩ用量 、反 应 温 度 和 反 应 时 间 对 扩 链 反 应 的影 响 ，并 对 扩 链 前 后 试 样 的 结 构 和 性 能 进 行 了对 比 。 结 果 表 明 ，当 ＭＤＩ的质 量 分 数 为 １．２％ 、反 应 温度 为 ８０℃ 、反 应 时 间 为 ６０ ｍｉｎ时 ，扩 链 效 果 最 佳 。 以 ３Ｏ份 （质 量 ）白 炭 黑 为 增 强 填 料 对 扩链 前 后 的 ＢＰＥ进 行 加 工 交 联 ，扩 链 后 硫 化 试 样 的 拉 伸 强 度 和 扯 断 伸 长 率 比 扩链 前 分 别 提 高 了 ３７．２％ 和 ５７．０％ 。
பைடு நூலகம்实 验
合ＣＨ成ＩＮ橡Ａ胶 工ＳＹ业ＮＴ，２Ｈ０Ｅ１Ｔ８ＩＣ— ０９Ｒ—Ｕ１Ｂ５Ｂ，４Ｅ１Ｒ（ ５）ＩＮ：３Ｄ４Ｕ８Ｓ～Ｔ３Ｒ５Ｙ１
二 异 氰 酸 酯 扩 链 改性 生 物 基 共 聚 酯 弹 性体
张 奇 男 ，何 勇 ，贾凯强 ，王 朝 ，张立群
（北 京 化 工 大 学 ａ．有 机 无 机 复 合 材 料 国家 重 点 实 验 室 ；ｂ．北 京 市 新 型 高 分 子材 料 制 备 与 加 工 重 点 实 验 室 ｅ．生 物 医 用 材 料 北 京 实 验 室 ，北 京 １０００２９）