以4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和間苯二胺為預聚單體，N，N-二甲級甲酰胺為溶劑，選用不同的芳香/脂肪族共聚脲擴鏈劑，兩步法用芳香/脂肪族共聚脲擴鏈劑合成了一系列芳香/脂肪族共聚脲。

采用紅外光譜(FTIR)對其結構特征進行了表征，探索了預聚穩定性條件，分析了各原料用量和不同種類擴鏈劑對聚合狀態和聚脲黏度的影響，得出擴鏈劑種類用量對聚脲固聚趨勢的影響關系.

對于芳香/脂肪族共聚脲擴鏈劑結構造成微觀結構巨大差異的原因，分別進行熱力學和動力學因素的分析。熱力學因素分析。自從1966年Cooper和Tobolsky首先提出聚氨酯具有微相分離的本體結構之假設以后，絕大部分研究者都認為是聚氨酯軟段和硬段的熱力學不相容性導致了聚氨酯的微相分離。

其原因在于聚合物間的熱力學不相容可歸因于長鏈分子的混合熵非常低，混合的Gibbs自由能ΔGm由式(3)確定:
ΔGm=ΔHm-TΔSm   (3) 式中  ΔHm和ΔSm分別為混合熱焓和混合熵。根據Flory理論可得到: ΔHm=RTχ1n1φ2   (4)式中 R為氣體常數;T為絕對溫度;n1為第一種聚合物的摩爾數;φ2為第二種聚合物的體積分數;χ1為Flo2ry2Huggins相互作用參數。

對于正規溶液，混合過程為吸熱過程，則式(4)可變換為 ΔHm=V(δ1-δ2)2 φ1φ2  (5)式中 δ1和δ2為2個組分的溶解度參數;V為混合物的摩爾體積。 由式(5)可看出，混合熱焓總是正值。而混合熵可由式(6)給出: ΔSm=-R(n1lnφ1+n2lnφ2)   (6)式中 n1、n2分別為2種聚合物的摩爾數。 由式(6)可知，混合熵隨分子量的增加而下降，在分子量極高時ΔSm幾乎為零。



產品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA

分子式:C21H30N2

分子量:310.49‍

CAS: 13680-35-8

4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優秀的聚氨酯（PU）擴鏈劑和環氧樹脂（EP）固化劑。能改善制品的機械和動力學性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體（CPU）、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯（TPU）。EP領域適用于加工、預浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。

如果要使聚合物中的2種組分混容就必須使ΔHm為負值或零，但實際ΔHm總是為正值。因此，在高分子聚合物體系中存在著產生相分離的必然趨勢。 而本研究中采用的聚氨酯軟段———丁羥的鏈段中不含有極性的酯基和醚基，在采用二胺擴鏈劑(MOEA、D2230)和二醇擴鏈劑(BDO)與異氰酸酯反應后分別形成氨酯鍵硬段和脲鍵硬段。

由于脲鍵硬段與HTPB軟段之間溶解度參數的差異要大于氨酯鍵硬段與HTPB軟段的溶解度參數之差，由式(5)可知，將會導致混合熱焓ΔHm更大。因此，聚脲硬段與HTPB軟段間有更大的熱力學不相容性，不利于軟、硬段之間的相混合;而且由于脲鍵增強了硬段之間的相互作用，使得聚氨酯脲應該比聚氨酯有更好的微相分離。但AFM相圖的觀測 結果卻與之相反，從而表明在本研究中熱力學因素未能 成為決定HTPB/IPDI聚氨酯微觀結構的主導因素。

動力學因素分析。從反應流變性曲線可知，這3種聚氨酯在擴鏈過程中，BDO擴鏈聚氨酯具有最長的硫化時間，也就是該體系聚氨酯處于粘性膠液狀態的時間最長;同時，表1中擴鏈劑的分子結構可說明直鏈的BDO擴鏈形成的聚氨酯由于分子間阻力小而鏈段運動能力最強。因此，盡管從熱力學相容性的角度來看，BDO擴鏈聚氨酯形成相分離的驅動力最小，但此時動力學因素卻成為主導因素，從而導致BDO擴鏈聚氨酯形成了較完全的微相分離結構。

對于芳香族二胺MOEA擴鏈聚氨酯微相分離較差和脂肪族二胺D2230擴鏈聚氨酯的相溶合狀態，從動力學的角度也同樣能合理解釋。

芳香族二胺MOEA擴鏈聚氨酯由于硬段含有苯環而熱力學不相容性最好，但又因為苯環的原因導致分子間阻力大而鏈段運動能力最差，同時由于芳香胺的反應活性低于脂肪胺而反應流變性好于脂肪胺，在這3個因素的共同作用下，導致其微相分離程度較低;而脂肪族二胺D2230擴鏈時動力學因素占據了絕對優勢，在極短時間內凝膠并反應完全，導致聚氨酯軟硬鏈段沒有運動的機會而形成了均一體系。

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