CN101432326A - 具有高断裂伸长率的链段聚氨酯弹性体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产聚氨酯弹性体纤维的方法，其中a)使聚合二醇与对其呈反应性的物质反应形成OH封端的预聚物，b)用二异氰酸酯将该OH封端的预聚物转化成异氰酸酯封端的预聚物，c)用扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话其他添加剂将该异氰酸酯封端的预聚物转化成聚氨酯弹性体，以及d)将该聚氨酯弹性体纺丝成纤维，其中在该纤维中存在小于15重量％的其他聚氨酯弹性体。本发明进一步涉及可以由该方法得到的聚氨酯弹性体、其在生产纺织品如梭织物或针织物中的用途以及聚氨酯弹性体在生产该纤维中的用途。

Description

具有高断裂伸长率的链段聚氨酯弹性体
本发明涉及一种生产聚氨酯弹性体纤维的方法，包括a)使聚合二醇与对其呈反应性的物质反应形成OH封端的预聚物，b)使该OH封端的预聚物与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯封端的预聚物，c)使该异氰酸酯封端的预聚物与扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话其他添加剂反应形成聚氨酯弹性体，和d)将该弹性体纺丝形成纤维，其中在该纤维中存在小于15重量％的其他聚氨酯弹性体。
本发明进一步涉及一种可以通过该方法得到的聚氨酯弹性体纤维，其在生产纺织品如梭织物或针织物中的用途以及聚氨酯弹性体在生产该纤维中的用途。
本发明的其他实施方案可以由权利要求书、说明书和实施例明了。应理解的是本发明主题的上述和下文仍要详述的特征不仅可以以所示特定组合利用，而且可以以未背离本发明范围的其他组合利用。
由至少85％基于例如聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯的链段聚氨酯组成的弹性聚氨酯纤维是众所周知的。由该类纤维组成的纱线用于生产纺织品，如织物，后者尤其又可用于妇女胸衣、长袜和运动服，实例是浴衣和泳裤。链段聚氨酯纤维是包含玻璃化转变温度低于0℃，优选低于-30℃的软链段和结晶性硬链段的纤维。
弹性聚氨酯纤维，尤其是聚氨酯脲纤维具有优异的弹性和显著的伸长性以及高保留力。由于该优异的性能组合，它们广泛用于服装领域中。该类弹性聚氨酯纤维及其生产方法例如描述于US 5541280、US 6692828、EP1401946、DE 19931255、JP 63-219620和US 6503996中。
这些弹性聚氨酯纤维的缺点包括在某些应用中的断裂伸长率不足，这反过来仅允许在较低预拉伸下掺入纺织品中；在200-400％的常见穿着领域伸长率下张力仍然显著增加，尤其在高弹性聚氨酯纤维含量下这可能导致令人不舒服的压迫感，例如正如在医疗绷带或支撑纺织品中以及在例如短袜或婴儿尿布上的收口情况下一样，以及与例如橡胶线相比不利的滞后行为。
在很多应用中例如张力在宽伸长率范围内基本恒定是理想的。包含该类纤维的纺织品对穿戴者的身体产生基本恒定的压力，与穿戴区的伸长率无关。这对于例如用于医疗绷带的织物或在例如用于婴儿尿布的收口情况下是特别重要的。同样具有较平的弹性平台的橡胶纤维由于其易氧化、难以制成低线性密度和诱发胶乳过敏的潜力也是不利的。
当将四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物用于生产聚氨酯弹性体纤维时这些缺点不会出现。该类纤维例如描述于US 5000899和EP 1240229中。但是，这些纤维的一个缺点是3-甲基四氢呋喃的可得性差。
本发明的目的是提供一种性能特征，尤其是断裂伸长率、弹性平台和应力-应变特性与基于四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物的纤维相似，但不要求任何3-甲基四氢呋喃生产的聚氨酯弹性体纤维。
我们发现该目的由根据权利要求1的方法实现，该方法包括a)使聚合二醇与对其呈反应性的物质反应形成OH封端的预聚物，b)使该OH封端的预聚物与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯封端的预聚物，c)使该异氰酸酯封端的预聚物与扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话其他添加剂反应形成聚氨酯弹性体，和d)将该弹性体纺丝形成纤维以生产聚氨酯弹性体纤维，其中在该纤维中存在小于15重量％的其他聚氨酯弹性体。该目的进一步由一种可根据该方法得到的纤维实现。
其他聚氨酯弹性体在纤维中的加入带来了使该纤维性能，尤其是其伸长性能变差的风险，这取决于其他聚氨酯弹性体的比例。针对该背景，按照本发明的纤维包含小于15重量％，优选小于10重量％，更优选小于5重量％，特别是0重量％的其他聚氨酯弹性体。
对本发明目的有用的聚合二醇包括聚醚醇、聚酯醇或聚己内酯，例如包含聚四氢呋喃及其衍生物的聚醚和共聚醚，如聚四氢呋喃二醇、聚(四氢呋喃-co-乙烯醚)二醇，聚碳酸酯二醇，如聚(碳酸1，5-亚戊基酯)二醇和聚(碳酸1，6-亚己基酯)二醇以及聚(乙烯-co-己二酸亚丙酯)二醇和聚酯醇，如己二酸、丁二醇和新戊二醇的聚酯，己二酸、丁二醇和己二醇的聚酯，己二酸和丁二醇的聚酯，己二酸和己二醇的聚酯，十二烷二酸和新戊二醇的聚酯或癸二酸和新戊二醇的聚酯。优选使用聚己内酯，己二酸和丁二醇的聚酯，聚四氢呋喃二醇，己二酸、丁二醇和新戊二醇的聚酯，己二酸、丁二醇和己二醇的聚酯，己二酸和己二醇的聚酯，十二烷二酸和新戊二醇的聚酯或癸二酸和新戊二醇的聚酯或其混合物。特别优选单独或以与其他二醇的混合物，尤其单独使用聚四氢呋喃二醇作为聚合二醇。
聚合二醇的数均分子量优选为200-4000g/mol。当将聚四氢呋喃二醇用作聚合二醇时，数均分子量优选为200-2500g/mol，更优选200-2100g/mol，甚至更优选300-1100g/mol，尤其是500-800g/mol。
与聚合二醇反应的物质包括具有对OH基团呈反应性的基团的化合物。对OH基团呈反应性的基团在本文包括例如羧酸酯基团或异氰酸酯基团，但不包括OH基团本身。与聚合二醇反应的物质例如可以为二异氰酸酯、二酸或二酸的衍生物。优选使用芳族化合物，还有脂族化合物，如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，4，4’-二异氰酸酯基二环己基甲烷(HMDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。芳族化合物例如包括芳族异氰酸酯，如2，2’-、2，4’-和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，各种单体二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)或其混合物，萘二异氰酸酯(NDI)或其混合物，芳族二酸，如对苯二甲酸和间苯二甲酸，还有芳族二酸的酯，如对苯二甲酸酯和间苯二甲酸酯。特别优选用作与聚合二醇反应的物质是间苯二甲酸或对苯二甲酸以及间苯二甲酸和对苯二甲酸的脂族酯，尤其是间苯二甲酸或间苯二甲酸二甲酯。
步骤a)更优选通过使聚四氢呋喃二醇与间苯二甲酸或间苯二甲酸二甲酯反应而进行。
形成OH封端的预聚物的反应在异氰酸酯的情况下通过将聚合二醇和异氰酸酯在优选为20-120℃，更优选50-100℃，尤其是70-90℃的温度下混合而进行。该反应优选无溶剂进行。当使用溶剂时，优选极性非质子溶剂，如N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。二异氰酸酯以不足量使用。OH基团与异氰酸酯基团之比优选为1:0.8-1:0.5，更优选1:0.7-1:0.6。当所有所用异氰酸酯发生反应时该反应完全。该反应优选不用催化剂进行。当使用催化剂时，例如可以基于反应混合物以优选50-200ppm的浓度使用磷酸。
当作为对聚合二醇呈反应性的物质使用的物质为芳族二酸或芳族二酸的酯时，该反应分别在酯化或酯交换条件下进行。将反应混合物在减压下逐渐加热到例如150-250℃的温度，其中副产生的产物通过蒸馏除去。合适的话可以将路易斯酸用作催化剂，但优选不使用催化剂。当使用催化剂时，例如可以加入三氟化硼醚合物、二月桂酸二甲基锡、二辛酸锡和原钛酸四丁酯，优选其浓度为3-50ppm，尤其是5-30ppm。聚合二醇与芳族二酸或芳族二酸酯的摩尔比优选为1:0.9-1:0.5，更优选1:0.9-1:0.6。OH封端的预聚物的数均分子量优选为500-5000g/mol，更优选1500-4500g/mol。
在步骤b)中用于制备异氰酸酯封端的预聚物的二异氰酸酯可以是任何所需有机二异氰酸酯。优选的二异氰酸酯包括线性脂族异氰酸酯，如1，2-亚乙基二异氰酸酯、1，3-亚丙基二异氰酸酯、1，4-亚丁基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、1，8-亚辛基二异氰酸酯、1，5-二异氰酸酯基-2，2，4-三甲基戊烷、3-氧代-1，5-戊烷二异氰酸酯等；脂环族二异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯，环己烷二异氰酸酯，优选1，4-环己烷二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯基二环己基甲烷(HMDI)和芳族二异氰酸酯，如2，2’-、2，4’-和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，各种单体二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)或其混合物，萘二异氰酸酯(NDI)或其混合物。特别优选的二异氰酸酯是4，4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯(4，4’-MDI)，以及2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯，尤其是4，4’-MDI。
异氰酸酯以过量使用。优选OH封端的预聚物的OH基团与二异氰酸酯的异氰酸酯基团之比为1:1.2-1:3.0，优选1:1.3-1:2.0。该反应通过将OH封端的预聚物和异氰酸酯在优选为20-120℃，更优选50-100℃，尤其是70-90℃的温度下混合而进行。该反应优选在无溶剂下进行。当使用溶剂时，优选极性非质子溶剂如N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。异氰酸酯封端的预聚物的异氰酸酯含量优选为0.1-3.75％，更优选1-3％。该反应优选在无催化剂下进行。使用催化剂时，例如可以基于反应混合物优选为50-200ppm的浓度使用磷酸。步骤b)除了利用聚合OH封端的预聚物外还利用基于具有两个异氰酸酯反应性基团的化合物的总重量优选小于15重量％，更优选小于10重量％，甚至更优选小于1重量％，特别是不使用具有两个或更多个异氰酸酯反应性基团的其他化合物。
有用的扩链剂包括具有两个异氰酸酯反应性氢原子且分子量小于500g/mol的化合物。该类物质例如描述于“Kunststoffhandbuch，7，Polyurethane”，Carl Hanser Verlag，第3版，1993，第3.4.3章中。例如可以使用乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-二氨基戊烷、肼、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1，4-环己烷二胺、1，3-环己烷二胺、1，3-二氨基-4-甲基环己烷、1-氨基-3-氨基乙基-3，5，5-三甲基环己烷(异佛尔酮二胺)、1，1’-亚甲基二(4，4’-二氨基己烷)、甲苯二胺、哌嗪、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇或其混合物。特别优选二胺，如乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-二氨基戊烷、肼、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1，4-环己烷二胺、1，3-环己烷二胺、1，3-二氨基-4-甲基环己烷、1-氨基-3-氨基乙基-3，5，5-三甲基环己烷(异佛尔酮二胺)、1，1’-亚甲基二(4，4’-二氨基己烷)和甲苯二胺及其混合物，尤其是乙二胺和1，2-丙二胺及其混合物。
除了一种或多种扩链剂外还可以使用起链终止剂作用的异氰酸酯反应性化合物。有用的链终止剂例如包括仲胺，如二乙胺、二丁胺、二环己基胺或伯胺，如乙醇胺，或伯醇，如正丁醇，它们单独或作为混合物使用。优选链终止剂为单官能胺。除了扩链剂和链终止剂外，还可以使用特殊胺，其实例是二亚乙基三胺或二乙醇胺。
当除了扩链剂外还使用链终止剂和/或特殊胺时，扩链剂的比例优选为85重量％或更多，更优选90重量％或更多，基于扩链剂、链终止剂和特殊胺的总重量。
这些链终止剂和特殊胺各自可以单独使用或与扩链剂一起使用。优选分开加入链终止剂、特殊胺和扩链剂。分开是指各组分可以以不同可控料流同时加入或在不同时间加入。
伯醇如正丁醇也可以在制备该OH封端的预聚物之前加入聚合二醇。此时，链终止剂和/或特殊胺可以与扩链剂一起包括在步骤c)中。
异氰酸酯封端的预聚物向本发明聚氨酯弹性体的转化优选在溶液中进行。可以使用极性非质子溶剂。极性非质子溶剂是溶解异氰酸酯封端的预聚物，但基本不与异氰酸酯基团反应的溶剂。这类溶剂的实例是N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。优选使用N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺，特别优选使用N，N-二甲基乙酰胺。优选在每种情况下将异氰酸酯封端的预聚物、扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话特殊胺溶于溶剂中并随后将所得溶液相互混合。优选将各溶液分开加入异氰酸酯封端的预聚物的溶液中。这可以并流进行或在不同时间进行。另外，可以在加入异氰酸酯封端的预聚物中之前混合扩链剂、链终止剂和特殊胺的溶液。进行反应的温度优选为0-80℃，更优选8-50℃，尤其是10-35℃。所有异氰酸酯反应性材料通常以使异氰酸酯反应性基团，通常是氨基稍微过量的量使用。异氰酸酯基团与胺基团之比优选为1:1.00-1:1.15，更优选1:1.00-1:1.04，尤其是1:1.00-1:1.02。
随后将该完全反应的溶液纺丝形成纤维。可以使用任何可以生产本发明纤维的纺丝方法。该类纺丝方法例如描述于“Kunststoffhandbuch，7，Polyurethane”，Carl Hanser Verlag，第3版，1993，第13.2章中。这些包括干纺或湿纺法，优选干纺法。在该纺丝方法中，通过喷丝板将包含本发明聚氨酯弹性体的纺丝液纺成线。例如通过干燥或在凝固浴中除去纺丝溶剂得到本发明的聚氨酯弹性体纤维。
本发明的聚氨酯弹性体纤维可以进一步包含添加剂。任何对链段聚氨酯弹性体纤维已知的添加剂可以在本文中使用。例如可以包括去光剂，填料，抗氧化剂，染料，颜料，染料增强剂，例如Methacrol 2462 B，对抗热、光、UV辐射、氯化水的稳定剂以及对抗烟气的作用和空气污染如NO或NO2的稳定剂。抗氧化剂和对抗热、光或UV辐射的稳定剂的实例是选自位阻酚，例如Cyanox 1790，受阻胺光稳定剂(HALS)，三嗪类，二苯甲酮类和苯并三唑类的稳定剂。颜料和去光剂的实例是二氧化钛、硬脂酸镁、硅油、氧化锌和硫酸钡。染料的实例是酸性染料、分散染料以及颜料和荧光增白剂。对抗氯或氯化水对纤维的降解的稳定剂实例是氧化锌、氧化镁或涂敷或未涂敷的镁铝羟基碳酸盐，例如水滑石或碳酸钙镁石(huntites)。
本发明的聚氨酯弹性体纤维在断裂伸长率、滞后行为和应力-应变行为上具有有利性能。该有利行为使用厚度为0.20-0.26mm的溶液浇注聚氨酯弹性体膜表征。这些膜可以通过将纺丝液倾倒在整平机表面上并通过干燥除去溶剂而得到。
断裂伸长率是被拉伸样品在样品断裂时的长度变化，以原始长度的％表示。该测量按照ISO 37进行。按照本发明的聚氨酯弹性体膜的断裂伸长率优选大于500％，更优选大于600％。
应力-应变行为按照ISO 37测定。本发明聚氨酯弹性体膜在相对于样品的原始长度为200％伸长率下的应力优选小于6N/mm2，更优选小于5N/mm2，在300％伸长率下的应力优选小于8N/mm2，更优选小于7N/mm2，而在400％伸长率下的应力小于11N/mm2，更优选小于10N/mm2。
本发明聚氨酯弹性体膜的滞后行为以5次重复拉伸时力的相对损失(bw，5)、第5次拉伸时的滞后特性(H5)和第5次拉伸时的拉伸应力值(C5)报道。这些测量按照德国标准规程DIN 53825第2部分进行。5次重复拉伸时力的相对损失表示第5次拉伸300％后的长度变化百分数。本发明样品的结果优选是bw，5值大超过25％，更优选不超过20％。滞后特性表明在第5次拉伸时150％伸长率下卸载力与负载力之比。拉伸应力值表示在负载下对150％伸长率的拉伸力与在第5次拉伸时对300％伸长率的拉伸力之比。
本发明的聚氨酯脲纤维可用于生产弹性纺织品，例如梭织物、针织物和其他纺织品。
下列实施例说明本发明。
作为举例制备聚氨酯弹性体并测定其性能。
实施例1：
来自PolyTHF 1000均聚物和作为主要试剂的TD I80/20的聚氨酯弹性体
使510.29g(516.0mmol)脱挥发分的PolyTHF 1000均聚物(BASF)与58.92g(338.3mmol)TDI 80/20在88℃下反应50分钟。在反应终止之后，测得OH数为37.0mg KOH/g(Mn＝3033g/mol)。使401.03g(132.3mmol)该OH封端的预聚物在88℃下与53.90g(215.4mmol)4，4’-MDI反应50分钟。在反应终止之后，NCO含量为1.49％且60℃下的粘度为313000mPa＊s。将该NCO封端的预聚物以23.5％的溶液溶于N，N-二甲基乙酰胺中并使用在N，N-二甲基乙酰胺中的乙二胺进行扩链，从而使相对于滴定的NCO含量(0.36％)的胺过量为2.22mmol NH(2)/kg聚氨酯弹性体聚合物。由于操作性能和再现性原因，在膜上测量该聚氨酯弹性体的机械性能。为此，通过将所制备的聚氨酯弹性体的溶液倾于精确水平对准的玻璃板上并使其在50℃下于缓慢N2气流中干燥48小时而使该溶液成膜。使溶液量和浓度以及板面积相互匹配，以生产0.2-0.26mm厚的膜。按照a)DIN 53504(拉伸试验)和b)DIN 53835(滞后)对这些膜进行机械测试。测量结果总结于表1中。所得值的趋势基本与纤维的值一致。通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定所得聚氨酯脲弹性体的摩尔质量，用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品校准。
实施例2：
来自PolyTHF 1000均聚物、作为主要试剂的对苯二甲酸二甲酯和链终止胺的聚氨酯弹性体
通过逐渐提高温度并降低压力(最终至240℃/7毫巴)而使508.33g(514.0mmol)脱挥发分的PolyTHF 1000均聚物(BASF)在20ppm原钛酸四丁酯存在下与65.44g(337.0mmol)对苯二甲酸二甲酯反应；通过蒸馏除去形成的甲醇。在反应终止之后，测得OH数为32.0mg KOH/g(Mn＝3507g/mol)。使412.09g(117.5mmol)该物质与47.9g(191.4mmol)4，4’-MDI在88℃下反应50分钟，得到NCO含量为1.38％且60℃下的粘度为166500mPa＊s的预聚物。将32.9g该NCO封端的预聚物用于制备在N，N-二甲基乙酰胺中的23.5重量％溶液并使用288.2mg(4.710mmol)溶于26.2gN，N-二甲基乙酰胺中的胺混合物进行扩链。该胺混合物由90重量％乙二胺和10重量％二乙胺组成(平均摩尔质量61.19g/mol，官能度1.916)。基于NCO含量的胺过量为5.81mol％。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
实施例3：
来自PolyTHF 1000均聚物和作为主要试剂的间苯二甲酸二甲酯的聚氨酯弹性体
使452.05g(457.1mmol)脱挥发分的PolyTHF 1000均聚物(BASF)如2)下在20ppm原钛酸四丁酯存在下与58.2g(299.8mmol)间苯二甲酸二甲酯反应。测得该OH封端的预聚物的OH数为39.8mg KOH/g(Mn＝2820g/mol)。使其中467.57g(165.8mmol)与67.18g(268.4mmol)4，4’-MDI在88℃下反应50分钟形成NCO含量为1.47％和60℃下粘度为156300mPa＊s的NCO封端的预聚物。将32.9g该物质用107.1g N，N-二甲基乙酰胺稀释。如上所述加入296mg(4.93mmol)乙二胺在25.9g N，N-二甲基乙酰胺中的溶液。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
实施例4：
来自PolyTHF 1000均聚物、作为主要试剂的间苯二甲酸二甲酯和链终止胺的聚氨酯弹性体
如实施例2所述使500.81g(506.4mmol)脱挥发分的PolyTHF 1000均聚物(BASF)在20ppm原钛酸四丁酯存在下与64.47g(332.1mmol)间苯二甲酸二甲酯反应。所得OH数为45.0mg KOH/g(Mn＝2494g/mol)。使466.10g(186.9mmol)该OH封端的预聚物与75.3g(300.9mmol)4，4’-MDI反应得到具有1.38％ NCO含量的NCO封端的预聚物。将其中32.9g溶于107.1gN，N-二甲基乙酰胺中并与340mg(5.56mmol)如上所述溶于26.13g N，N-二甲基乙酰胺中的乙二胺和二乙胺的混合物混合。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
实施例5：
来自PolyTHF 650均聚物和作为主要试剂的间苯二甲酸二甲酯的聚氨酯弹性体
如上所述使475.46g(738.3mmol)脱挥发分的PolyTHF 650均聚物(BASF)在20ppm原钛酸四丁酯催化下与110.75g(570.4mmol)间苯二甲酸二甲酯反应。反应终止之后的OH数为37.33mg KOH/g(Mn＝3006g/mol)。使436.69g(145.3mmol)该预聚物与58.86g(235.2mmol)4，4’-MDI反应。反应终止之后的NCO含量为1.15％且在60℃下的粘度为169 700mPa.s。将其中32.9g溶于107.1g N，N-二甲基乙酰胺中并如上所述与135.4mg(2.253mmol)在25.36g N，N-二甲基乙酰胺中的乙二胺混合。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
实施例6：
来自PolyTHF 650均聚物、作为主要试剂的间苯二甲酸二甲酯和链终止剂胺的聚氨酯弹性体
将32.9g来自实施例5的NCO封端的预聚物溶于107.1g N，N-二甲基乙酰胺中。如上所述加入300.9mg(4.917mmol)重量比为90:10的乙二胺-二乙胺混合物在28.41g N，N-二甲基乙酰胺中的溶液进行扩链。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
对比例：
对比例1：
来自3-甲基-THF-THF共聚物的聚氨酯弹性体
使210.7g(72.24mmol)已经在120℃/2毫巴下脱挥发分1小时的3-甲基-THF-THF共聚物(PTG-L 3000，Hodogaya Chemical Company)与29.44g(117.6mmol)4，4’-MDI在88℃下反应80分钟。在30℃和氮气下将32.90g该NCO封端的预聚物完全溶解于107.10g N，N-二甲基乙酰胺中。通过在30℃下搅拌将该溶液与374mg(6.22mmol)在107.1g N，N-二甲基乙酰胺中的乙二胺在31分钟内混合。基于溶液中滴定的NCO含量的氨基过量值为4.00mol％。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
对比例2：
来自PolyTHF 1800均聚物的聚氨酯弹性体
类似于对比例1使196.18g(108.09mmol)脱挥发分的PolyTHF 1800均聚物(BASF)与43.82g(175.1mmol)4，4’-MDI反应。在30℃下将如此制备的32.90g预聚物溶解于107.1g N，N-二甲基乙酰胺中。将63.33重量％乙二胺、19.49重量％1，2-丙二胺和17.18重量％二乙胺的混合物用于扩链。将631mg该胺混合物溶于25.99g N，N-二甲基乙酰胺中并在30℃下在31分钟内加入该预聚物溶液中。类似于实施例1进行如此制备的聚氨酯弹性体的性能测试。测量结果总结于表1中。
Figure A200780014803D00141
Figure A200780014803D00151
表1表明根据本发明生产的聚氨酯弹性体尤其在所需低弹性模量(某些应用需要)、应力-应变行为、滞后行为和弹性回复上优于常规现有技术聚氨酯弹性体。在某些情况下，本发明的弹性体甚至超过基于THF和3-甲基-THF的共聚物的聚合物的特别有利的值。

Claims (14)

1.一种生产聚氨酯弹性体纤维的方法，包括：
a)使聚合二醇与对其呈反应性的物质反应形成OH封端的预聚物，
b)使所述OH封端的预聚物与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯封端的预聚物，
c)使所述异氰酸酯封端的预聚物与扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话其他添加剂反应形成聚氨酯弹性体，和
d)将所述弹性体纺丝形成纤维，
其中在所述纤维中存在小于15重量％的其他聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1的方法，其中使所述异氰酸酯封端的预聚物进一步与链终止剂在步骤c)中反应。
3.根据权利要求2的方法，其中所述链终止剂包括伯胺、仲胺、伯醇或其混合物。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述聚合二醇是数均分子量为200-2500g/mol的聚四氢呋喃二醇。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述二醇反应性物质是二异氰酸酯、二酸或二酸的衍生物。
6.根据权利要求5的方法，其中所述二醇反应性物质是对苯二甲酸、间苯二甲酸和/或对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的酯。
7.根据权利要求6的方法，其中所述二醇反应性物质是间苯二甲酸或间苯二甲酸二甲酯。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中所述OH封端的预聚物的数均分子量为500-5000g/mol。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中步骤b)的所述二异氰酸酯为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中所述扩链剂为乙二胺。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中所述其他添加剂在步骤d)中的纺丝之前加入。
12.一种由根据权利要求1-11中任一项的方法得到的弹性体纤维。
13.根据权利要求12的纤维在生产纺织品中的用途。
14.通过如下方式得到的聚氨酯弹性体在生产根据权利要求12的弹性体纤维中的用途：
a)使聚合二醇与对其呈反应性的物质反应形成OH封端的预聚物，
b)使所述OH封端的预聚物与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯封端的预聚物，
c)使所述异氰酸酯封端的预聚物与扩链剂、合适的话链终止剂和合适的话其他添加剂反应形成聚氨酯弹性体。
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