各位朋友們，下午好！

我是老王，今天非常榮幸能和大家一起聊聊“新型低硬度聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑的分子設(shè)計與性能表征”。 聽起來是不是有點高大上？ 別怕，其實這玩意兒啊，就像做菜，咱們要用不同的食材（擴(kuò)鏈劑）來烹飪出各種口感（硬度）的美味佳肴（聚氨酯彈性體）。

今天咱們就來八一八，如何玩轉(zhuǎn)這些“食材”，做出既柔軟Q彈，又結(jié)實耐用的好東西。

一、 聚氨酯彈性體：生活中的百變金剛

說到聚氨酯彈性體，可能有些人覺得陌生。 但我說幾個它的應(yīng)用，大家立馬就明白了： 汽車輪胎、鞋底、醫(yī)療器械、甚至你手機(jī)的保護(hù)殼，很多都有它的身影！

聚氨酯彈性體簡直就是材料界的百變金剛，它可以在橡膠的彈性、塑料的硬度、甚至液體的流動性之間自由切換，變幻莫測。 這是為什么呢？ 這就要?dú)w功于它的分子結(jié)構(gòu)啦！

想象一下，聚氨酯彈性體的分子鏈就像一條條長長的橡皮筋，這些橡皮筋通過一些連接點（交聯(lián)點）連接在一起。 當(dāng)我們拉伸它時，橡皮筋就會伸長，松開后又會恢復(fù)原狀，這就是它的彈性。 而這些連接點的數(shù)量和強(qiáng)度，就決定了它的硬度和力學(xué)性能。

二、 擴(kuò)鏈劑：調(diào)味大師，賦予聚氨酯靈魂

那么，擴(kuò)鏈劑又是什么呢？ 簡單來說，它就像是烹飪時的調(diào)味大師！ 在聚氨酯的合成過程中，擴(kuò)鏈劑的作用就是將這些短小的“橡皮筋”（低分子量的聚合物）連接成更長更結(jié)實的“橡皮筋”，同時，它還能調(diào)節(jié)這些“橡皮筋”之間的連接方式和強(qiáng)度。

因此，擴(kuò)鏈劑的選擇，直接決定了終聚氨酯彈性體的硬度、彈性、強(qiáng)度等性能。 就像廚師選擇不同的調(diào)料，就能做出酸甜苦辣咸各種口味的菜肴一樣。

三、 低硬度聚氨酯：溫柔的守護(hù)者

今天我們重點關(guān)注的是“低硬度聚氨酯彈性體”。 顧名思義，這種材料摸起來軟軟的，像嬰兒的肌膚一樣溫柔。 但它可不是一無是處，低硬度聚氨酯在很多領(lǐng)域都有著獨(dú)特的優(yōu)勢：

• 減震緩沖： 比如，它可以用在汽車的減震器上，減少顛簸感，讓旅途更舒適。
• 密封： 比如，它可以做成密封圈，防止液體或氣體泄漏。
• 觸感舒適： 比如，它可以做成玩具或情趣用品，提供柔軟舒適的觸感。
• 醫(yī)療： 比如，低硬度聚氨酯可以用于制造人造皮膚或者作為醫(yī)用導(dǎo)管材料，降低對人體的刺激。

四、 分子設(shè)計：精雕細(xì)琢，定制完美口感

要做出理想的低硬度聚氨酯，關(guān)鍵在于擴(kuò)鏈劑的分子設(shè)計。 這可不是隨便加點什么就能行的，我們需要像設(shè)計師一樣，精心設(shè)計擴(kuò)鏈劑的分子結(jié)構(gòu)，才能得到想要的性能。

分子設(shè)計主要考慮以下幾個方面：

1. 分子量： 分子量越小，彈性體硬度越低，但強(qiáng)度也會相應(yīng)下降。 如何在硬度和強(qiáng)度之間找到平衡，需要仔細(xì)權(quán)衡。
2. 官能度： 官能度是指擴(kuò)鏈劑分子中可以參與反應(yīng)的活性基團(tuán)的數(shù)量。 官能度越高，交聯(lián)密度越大，彈性體硬度越高。 因此，低硬度聚氨酯通常選擇低官能度的擴(kuò)鏈劑。
3. 分子結(jié)構(gòu)： 擴(kuò)鏈劑的分子結(jié)構(gòu)對彈性體的性能也有很大影響。 例如，引入柔性鏈段可以降低硬度，引入剛性鏈段可以提高強(qiáng)度。
4. 與預(yù)聚體的相容性： 擴(kuò)鏈劑需要與預(yù)聚體良好相容，才能保證反應(yīng)的順利進(jìn)行和材料的均勻性。

就像大廚會根據(jù)食材的特性來選擇不同的刀工和烹飪方式一樣，我們需要根據(jù)聚氨酯預(yù)聚體的特性，來選擇合適的擴(kuò)鏈劑分子結(jié)構(gòu)，才能做出美味的菜肴。

五、 性能表征：尺子和放大鏡，檢驗真功夫

光有好的“食材”和“配方”還不夠，我們還需要用“尺子”和“放大鏡”來檢驗一下，看看做出來的“菜肴”是不是真的達(dá)到了我們預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。 這就是性能表征的重要性。

對于低硬度聚氨酯彈性體，我們需要進(jìn)行以下一些主要的性能表征：

對于低硬度聚氨酯彈性體，我們需要進(jìn)行以下一些主要的性能表征：

1. 硬度測試： 這是直觀的指標(biāo)，用來衡量材料的軟硬程度。 常用的硬度測試方法有邵氏硬度（Shore A）和邵氏硬度（Shore 00）。
2. 拉伸性能測試： 包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等指標(biāo)，用來衡量材料的強(qiáng)度和延展性。
3. 撕裂強(qiáng)度測試： 用來衡量材料抵抗撕裂的能力。
4. 回彈性測試： 用來衡量材料在受到?jīng)_擊后恢復(fù)原狀的能力。
5. 耐磨性測試： 用來衡量材料抵抗磨損的能力。
6. 耐候性測試： 用來衡量材料在長期暴露于陽光、雨水等自然環(huán)境下的性能穩(wěn)定性。
7. 動態(tài)力學(xué)性能分析（DMA）： 這是一種更高級的測試方法，可以提供材料在不同溫度和頻率下的儲能模量、損耗模量和阻尼比等信息，幫助我們更深入地了解材料的力學(xué)行為。

通過這些測試，我們就能全面了解低硬度聚氨酯彈性體的性能，并根據(jù)測試結(jié)果來優(yōu)化擴(kuò)鏈劑的分子設(shè)計，終做出滿足各種應(yīng)用需求的優(yōu)質(zhì)材料。

六、 新型低硬度擴(kuò)鏈劑案例分析：

為了讓大家更直觀地了解新型低硬度擴(kuò)鏈劑，這里我們分享一些具體的例子：

• 案例一： 脂肪族二胺類擴(kuò)鏈劑

  脂肪族二胺具有良好的柔性和較低的反應(yīng)活性，可以有效降低聚氨酯的硬度。 比如，使用長鏈脂肪族二胺作為擴(kuò)鏈劑，可以得到非常柔軟的聚氨酯彈性體，適用于觸感要求高的應(yīng)用，如情趣用品。

  產(chǎn)品參數(shù)	數(shù)值	測試方法
  分子量	200-500	GPC
  胺值 (mg KOH/g)	500-600	滴定法
  外觀	無色透明液體	目測
  粘度 (25℃, mPa.s)	50-150	旋轉(zhuǎn)粘度計
  水分含量 (%)	< 0.1	卡爾費(fèi)休法

  使用該擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯彈性體的典型性能如下：

  性能參數(shù)	數(shù)值	測試方法
  邵氏硬度 (Shore A)	20-40	GB/T 531
  拉伸強(qiáng)度 (MPa)	5-10	GB/T 528
  斷裂伸長率 (%)	400-600	GB/T 528

• 案例二： 聚醚二醇類擴(kuò)鏈劑

  聚醚二醇具有良好的柔性和與聚醚型預(yù)聚體的相容性，可以有效改善聚氨酯的低溫性能和耐水解性能。 使用聚醚二醇作為擴(kuò)鏈劑，可以得到柔軟且耐用的聚氨酯彈性體，適用于戶外應(yīng)用，如鞋底。

  產(chǎn)品參數(shù)	數(shù)值	測試方法
  分子量	400-1000	GPC
  羥值 (mg KOH/g)	100-280	滴定法
  外觀	無色透明液體	目測
  粘度 (25℃, mPa.s)	100-300	旋轉(zhuǎn)粘度計
  水分含量 (%)	< 0.05	卡爾費(fèi)休法
  酸值 (mg KOH/g)	< 0.1	滴定法

  使用該擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯彈性體的典型性能如下：

  性能參數(shù)	數(shù)值	測試方法
  邵氏硬度 (Shore A)	50-70	GB/T 531
  拉伸強(qiáng)度 (MPa)	15-25	GB/T 528
  斷裂伸長率 (%)	300-500	GB/T 528
  耐水解性 (損失率)	< 10%	85°C, 95%RH, 7天

• 案例三： 特殊結(jié)構(gòu)多元醇擴(kuò)鏈劑

  為了獲得更特殊的性能，研究人員還開發(fā)了一些具有特殊結(jié)構(gòu)的多元醇擴(kuò)鏈劑。 例如，引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以提高聚氨酯的耐熱性，引入氟原子可以提高聚氨酯的耐油性和耐化學(xué)腐蝕性。 這種類型的擴(kuò)鏈劑通常用于對性能有特殊要求的領(lǐng)域，如航空航天。

七、 未來展望： 探索無限可能

隨著科技的不斷進(jìn)步，我們對聚氨酯彈性體的性能要求也越來越高。 未來的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 生物基擴(kuò)鏈劑： 使用可再生資源作為原料，減少對石油的依賴，實現(xiàn)綠色環(huán)保。
2. 納米增強(qiáng)： 通過添加納米材料，如碳納米管、石墨烯等，來提高聚氨酯的強(qiáng)度、耐磨性和導(dǎo)電性。
3. 智能聚氨酯： 開發(fā)具有自修復(fù)、形狀記憶等功能的智能聚氨酯，使其在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

八、 總結(jié)：

總而言之，低硬度聚氨酯彈性體的分子設(shè)計與性能表征是一個充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的領(lǐng)域。 通過精心的分子設(shè)計和全面的性能表征，我們可以定制出各種具有優(yōu)異性能的低硬度聚氨酯彈性體，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。 就像一位技藝精湛的廚師，通過對食材的巧妙搭配和烹飪技巧的精湛運(yùn)用，才能為我們帶來一道道美味佳肴。

希望今天的分享能讓大家對新型低硬度聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑有一個更深入的了解。 如果大家有什么問題，歡迎隨時提問。

謝謝大家！

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復(fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；

• NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；

• NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

• NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；

• NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

• NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對較低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。