亲水性聚氨酯泡沫产品的应用
具有吸水性的聚氨酯泡沫塑料一般能吸收比自身质量高许多倍的水,并能保持水分,它可用于医用绷带和医用海绵、卫生巾和婴儿尿布、清洁擦洗用品、无土栽培等领域
传统的聚氨酯泡沫由低聚物多元醇与异氰酸酯等反应合成而得,泡沫结构单元一般多呈疏水性能,泡沫整体对水的亲合力差。要提高泡沫的亲水吸水能力,必须在泡沫结构中引人亲水基团,引入亲水基团的方法一般有如下两种
(1)在聚氨酯泡沫的原料中,引人含亲水性基团的多元醇如:聚氧化乙烯二醇、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚多元醇、带有亲水基团的聚酯多元醇及带有亲水基团的小分子多元醇等。由于亲水链节如氧化乙烯(EO)连接在聚氨酯泡沫的结构上,在使用过程中,亲水链节不会随水而析出。
(2)在泡沫制备时加入吸水性物质,使之充填到泡沫体中,使泡沫具有吸水功能。吸水性填料有:改性淀粉吸水性树脂、交联聚丙烯酸盐、纤维素接枝聚丙烯酸盐、改性聚乙烯醇、羧甲基纤维素及其它有机或无机类吸水性物质等。由于这些吸水性物质是分散在泡沫体中,因此遇水后可能易随水析出。根据实际用途,可在配方中加入医用药物(如杀菌剂)、香料或肥料等。
医药卫生及擦洗材料用的亲水性聚氨酯泡沫塑料一般是软泡,而用于无土植物栽培的吸水泡沫可以是硬质、半硬质或软质聚氨酯泡沫塑料。聚酯型及聚醚型聚氨酯泡沫都可制成。亲水性聚醚型聚氨酯泡沫适合于较长时间浸泡于水中的应用场合。
生产高吸水性聚氨酯泡沫塑料需使用大量高亲水性链段。另外,应尽可能通过调整配方提高泡沫的开孔性。吸水泡沫塑料的生产可以采用与普通一步法块泡类似的方法,也可采用预聚体法。
一种吸水性软泡采用高EO含量EO-PO共聚醚多元醇85份、高PO含量POEO共聚醚15份、水3.6份及匀泡剂、叔胺和有机锡催化剂适量,制得的软泡密度26kg/m3,吸水率1.5g/g。而采用聚氧化乙烯二醇与TDl制得的预聚体100份、PPG聚醚32份、PAPI 13份及吐温-801份制得的泡沫,其性能为:密度约173kg/m3,吸水率870%,吸水后体积膨胀率28%,压缩变定67%。
有研究在聚氨酯软泡成型过程中与交联聚丙烯酸盐混合制成的复合聚氨酯软泡材料,其吸水性、保水性、弹性及强度均较好。配方为:聚醚多元醇100份份,胺类催化剂0.30~0.45份、有机锡催化剂0.05~0.10份,交联聚丙烯酸钠(粒度在200~300目)填料20~30份,异氰酸酯指数为100-120。交联聚丙烯酸盐加人的最佳时机是在组合聚醚与异氰酸酯混合约15s后。制得的填料型复合吸水材料密度为40kg/m3,拉伸强度约100kPa,吸水倍率约39,保水率约37~38倍,吸水膨胀率15%左右。潜在用途是医用及卫生材料。