亲水性扩链剂的种类

转载，原文作者：王学川，任静，强涛涛
陕西科技大学合成革与皮革绿色化学品研究所
亲水性扩链剂结合到聚氨酯分子中，能使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团，从而使分子链具有亲水性，能较好地分散于水相中。
阴离子型扩链剂中带有羧基、磺酸基等亲水基团， 常用的亲水性扩链剂有： 二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1，2-丙二醇-3-磺酸钠、l，4-丁二醇-2-磺酸钠等，其结构式见图2。

目前国内合成水性聚氨酯的阴离子型亲水单体主要选用DMPA，国外很多水性聚氨酯则是基于磺酸盐型的产品。
含叔胺基的二羟基化合物是一类常用的阳离子型聚氨酯乳液扩链剂。通过季铵化反应或用酸中和，链段中的叔胺基生成季铵离子具有亲水作用。其中以N-甲基二乙醇胺最为常用，其结构式见图3(a)。
二亚乙基三胺与环氧氯丙烷的反应产物也是一种特殊的阳离子型扩链剂，其结构式见图3(b)。
N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺分别与苄基氯、十二烷基溴反应，可制得含羟基官能团的季铵阳离子化合物，这些化合物可以作为季铵盐离子型聚氨酯的扩链剂，其结构式见图3(c)和(d)。

非离子型扩链剂，一般是采用水溶性聚氧化乙烯二醇，其结构式见图4(a)，或采用含氧化乙烯(EO)链节的亲水性共聚醚，或含EO链节的扩链剂。非离子型水性聚氨酯，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基，常用的非离子型亲水扩链剂有三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚，其结构式见图4(b)。

以N,N-二甲基乙醇胺和N-甲基二乙醇胺为原料，在乙醇溶液中与氯乙酸和NaOH反应，合成了N,N-甲基-N-(2-羟乙基)甜菜碱和N-甲基-N,N-二(2-羟乙基)甜菜碱，其结构式见图5(a)和图5(b)。这些化合物可以作为两性离子型聚氨酯离聚物的扩链剂使用。国外产品MDAPS，也是一种很好的两性离子型聚氨酯扩链剂，其结构式见图5(c)。

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