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漫漫路上人

银虫 (著名写手)


[交流] AAS磺酸型水性聚氨酯的制备方法问题

所用原料:H12MDI,PPG2000,AAS(50wt%水溶液),EDA
        先根据文献,采用预聚体法,即 H12MDI和PPG2000先反应至指定NCO%值,例如R1=1.8,再降温,加丙酮降低粘度,300rpm下,滴加AAS/EDA/水溶液或AAS水溶液到(水为AAS/EDA之和的1倍) 至预聚物/丙酮 混合物中,例如,理论上H12MDI/(PPG2000+AAS+EDA)或H12MDI/(PPG2000+AAS)的R2=1.4,50摄氏度/保温30min,计划分散成乳液后,残余的NCO,要么不用二胺后扩链,即用水反应,要么继续用EDA后扩链反应掉。但不管条件怎么变,分散的乳液都是大量毫米或厘米级絮状物在水中,乳液一点蓝光也没有。条件变换:①R1值从1.6至2以上,R2值从1.2到1.6;②AAS/EDA/水溶液 滴加速度从1min加完到20min加完;③滴加AAS/EDA/水溶液时 预聚物/丙酮 混合物的温度从30至50摄氏度;④AAS(含水)占PU质量百分比从3%到7%;⑤加完AAS/EDA/水溶液后的保温温度从30至50摄氏度,保温时间从10min至2h。   另外,我在合成中,R1值大于2时,也出现过”LeonSue520“帖子“磺酸盐水性聚氨酯”中”有做磺酸盐水性聚氨酯的吗,最近做实验很多问题啊,我用的是AAS,IPDI与PBA反应完,降粘,加AAS扩链,发现瓶底有点白色颗粒沉淀,不知道是什么,是AAS吗,不知道有谁遇到过这种情况,求支招“的白色颗粒,但我的是均匀的分散在 PU/丙酮混合物 中的, 我想可能是游离的H12MDI与AAS反应生成的纯硬段,且这些颗粒短时间内(1min)在DMF里也不溶。
       然后采用丙酮法,因为看小木虫上已有的帖子,”yejunjie1981“的”高手请入——水性聚氨酯磺酸盐的接入问题“中”沙皇骑士“的回答”R值太大了 R=1.1+0.05最好了“,也得到了楼主的肯定,但重现性不是太好。意思是否是说要把分散前的R值降很低。于是干脆降到理论R=1,结果就分散成功了,乳液泛蓝光,离心无沉降。即,先H12MDI/PPG2000的R=1.6,再加入预聚物2倍的丙酮稀释,50摄氏度下,滴加AAS/EDA/水溶液(1min或20min内加完均可以分散成功),理论上H12MDI/(PPG2000+AAS+EDA)的R=1。AAS(含水)占PU质量百分比为5%。
        看结果,好像是分散前,如果理论设计上有-NCO残余,就不能分散成功。但是是为什呢?
        R=1的丙酮法,重复性也不好,同样的配方,无论 H12MDI/PPG2000的预聚物/丙酮 混合物是30还是50摄氏度,滴加完AAS/EDA/水溶液 后,一会粘度小,一会粘度又大到根本不能分散,而且即使是粘度小,分散成功的乳液,其PH值也在9-10,且物性很差,说明可能由于水参与了与NCO的反应,导致滴加AAS/EDA/水溶液扩链时,活泼H摩尔数远大于NCO摩尔数,造成实际R值远小于1,分子量没扩上去,同时有残余的AAS和EDA,导致PH值偏大。
        然后试了一次分散前R=1.1,即H12MDI/PPG2000=1.6,H12MDI/(PPG2000+AAS+EDA)=1.1,AAS(含水)=5%,30摄氏度下,滴加AAS/EDA/水溶液,结果也是粘度大到不能分散。且把这种不能分散的PU/丙酮混合物(不论是R=1还是1.1),直接制膜,其强度明显比R=1且分散成功的那些乳液要好很多。是不是说明了一个问题,在有残余NCO时不能分散成功这个假设的前提下,采用R=1的这种丙酮法,要么分散前 PU/丙酮 粘度小,分子量小,易分散,但强度差,要么分散前 PU/丙酮 粘度大,分子量大,不能分散,但强度高。陷入了一个两难的境地。且丙酮法的丙酮用量太高了,还是想预聚体法能成功就好了,就像常规的DMPA预聚体法那样,用后扩链的方式来提高分子量,从而提高强度。
        求各路大神看看,我的预聚体法为什么不能成功,还有既然有那么多人用丙酮法成功了,那他们的关于 分子量/分散前PU丙酮混合物粘度/分散性/物性 的平衡是怎么取舍的。也不知道“@”有用不。@MSCE @lee云泽 @LeonSue520 @506539205 @紫HJH @Secret-min @tgggg @九十九526 @水性树脂合成 @安大华泰 @yejunjie1981 @沙皇骑士 @李斐 @无视军团 @飞翔的叶子28 @wwt198301 @wj1197767674 @hd5134 @袁爱宁 @做化学的诗人 @Ashin3351 @mujing-123 @轮回日月 @aa604609318 @zhangchaogfz @MaLe @3165462697 @542307810 @freedom2516 @Kinglieo @qzh503566322 @hd5134 @小四0571 @yll3231 @twtyssy @文武凯 @kangkang8850 @征途——凯 @wxj123o @weldon @davise1986 @304520318 @lee-pcjj @xzixian @greenye01 @hgygq @ustc_yun @gejing_y @李成阿祥 @xingxing0524 @dovesyq @kaaba @09101132 @chengpeng @lzq1985 @peak1928 @xingxing0524 @GULIZHENG @陈永军 @dongcai520 @果果球儿 @Yancy_2 @zhangchaogfz
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漫漫路上人

银虫 (著名写手)


引用回帖:
2楼: Originally posted by 陈永军 at 2019-03-06 15:15:45
白色固体可能是AAS,你的AAS是水溶液,加入反应体系,可能水反应了,你的AAS变成固体没有接枝上去,你可以加点水是不是可以溶进去,R值对分子量的大小有关,也就是说R越小,接近1你的分子量理论是这个体系最大的,需 ...

嗯,第一个问题,当我的R1值大于2,即H12MDI/PPG200摩尔比大于2时,滴加AAS水溶液才出现的白色固体,当时只是用将白色固体放到DMF或丙酮中溶了下,都不溶,没想到用水来溶,但是R1值小于2后,就没出现过这个白色固体了。第二个问题,你是指分散前的R值越接近1,AAS的用量就越小吗?       我也尝试过,分散前R=1时,把AAS降低到3%,但也是粘度太大,不能搅开。现在的问题是,如果分散前有NCO残余,就怎么也分散不了,是什么原因呢?应该不是AAS反应程度的问题,因为我在丙酮法中R=1时,即使在30摄氏度,滴加AAS/EDA/水溶液后,粘度和温度都在慢慢上涨,大概30min不到,粘度就不长了,温度从30度升到35度左右,我去测了下红外,在2270cm-1已经没有-NCO的特征峰了,说明大部分AAS和EDA都已经参与反应了,因为H12MDI和水的反应应该没这么快的,那这样也说明预聚体法中,AAS是接上去了的,但为什么就是分散不好呢
7楼2019-03-06 15:36:51
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陈永军

银虫 (小有名气)



漫漫路上人(金币+1): 谢谢参与
白色固体可能是AAS,你的AAS是水溶液,加入反应体系,可能水反应了,你的AAS变成固体没有接枝上去,你可以加点水是不是可以溶进去,R值对分子量的大小有关,也就是说R越小,接近1你的分子量理论是这个体系最大的,需要亲水单体量也是最少的,因为你的分子量大,只要每个分子量有一个亲水单体就可以很好的分散。前提是接上去。

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2楼2019-03-06 15:15:45
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漫漫路上人

银虫 (著名写手)


送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by 陈永军 at 2019-03-06 15:15:45
白色固体可能是AAS,你的AAS是水溶液,加入反应体系,可能水反应了,你的AAS变成固体没有接枝上去,你可以加点水是不是可以溶进去,R值对分子量的大小有关,也就是说R越小,接近1你的分子量理论是这个体系最大的,需 ...

那再问问,你的R值是怎么控制在多少的呢?
8楼2019-03-06 15:43:02
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漫漫路上人

银虫 (著名写手)


引用回帖:
2楼: Originally posted by 陈永军 at 2019-03-06 15:15:45
白色固体可能是AAS,你的AAS是水溶液,加入反应体系,可能水反应了,你的AAS变成固体没有接枝上去,你可以加点水是不是可以溶进去,R值对分子量的大小有关,也就是说R越小,接近1你的分子量理论是这个体系最大的,需 ...

那是不是可以这样理解,预聚体法不能分散,是因为分散前R值太大了,分子链短,有的链上没有AAS,所以需要更多的AAS来使足够多的链拥有AAS?才能分散成功?但这也与DMPA的做法不符呀,即按理论计算,即使很多链上没有DMPA,也能分散成功

发自小木虫IOS客户端
10楼2019-03-06 17:44:17
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简单回复
2019-03-06 17:57   回复  
漫漫路上人(金币+1): 谢谢参与
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youngen3楼
2019-03-06 15:19   回复  
漫漫路上人(金币+1): 谢谢参与
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2019-03-06 16:11   回复  
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