时间:2020-10-10 15:31
聚氨酯是指在高分子主链上含有重复单元结构--氨基甲酸酯基团-NHCOO-的高分子化合物统称。一般聚氨酯由多氰酸酯与多元醇反应合成,是目前工业上聚氨酯的合成主要手段。在学术领域,对非异氰酸酯型聚氨酯也展开了研究,但离工业化还有一段距离,主要还处于实验室研发阶段。
在聚氨酯分子中,除氨基甲酸酯基团外,还有脲、缩二脲等基团,以及原料多元醇中所含有的酯键和醚键,水性聚氨酯中还包括离子型的羧基等。所以,多异氰酸酯与多元元醇合成的聚氨酯分子中,氨基甲酸酯基团在整个分子链段中只占少数。因此,从广义上讲,聚氨酯是异氰酸酯的加聚物。现在人们把其他一些由异氰酸酯合成的聚合物也归类在聚氨酯里,如在高分子主链上含有重复单元-NHCONH-的聚脲,也作为聚氨酯来论述。
聚氨酯由多异氰酸酯(通常为二异氰酸酯)与二元醇(小分子二元醇、聚酯或聚醚、多元胺等)通过逐步聚合反应合成,所以在其分子链上,主要由具有柔性的聚酯或聚醚和异氰酸酯与小分子二元醇生成的硬段链组成。由于聚酯或聚醚的分子链段一般比较长,且具有良好的柔性,一般将其称为软段;而异氰酸酯与小分子二元醇生成的分子链段,且由于分子间氢键的作用而具有较强的结晶性能,所以一般称之为硬段。综上所说,聚氨酯是由软段与硬段所组成的嵌段聚合物。
燃料电池的电力是通过氢气和氧气的化学反应得到的。作为燃料的氢气,是一种无色、无味、易燃易爆的小分子气体,即使一个很小的缝隙也非常容易导致泄漏,并且能在很广的混合范围内因小火花而引发爆炸燃烧,所以要求密封胶必须能够提供电池单元间良好的气体密封。
高分子燃料电池使用了具有离子导电的高分子膜(阳离子交换膜)。阳离子交换膜通常采用带磺酸基的氟树脂。这种聚合物膜只有在吸水后才会变为质子导电。因此要将反应气体加湿以保持膜的质子导电性。燃料电池要在100℃左右运行,此时磺酸基的pH值为l一2,是强酸环境。基于上述,要求高分子燃料电池中的密封胶,除具备防止水蒸气泄漏的低透湿性、低透气性外,还要能够在运行环境中具有耐酸、耐湿和耐热性。
另外,从密封胶中溶出的离子越少越好(尤其是重金属离子)。原因有二,一是溶出的离子会攻击高分子膜的磺酸基,影响质子导电性;二是溶出的离子会导致用于催化反应的铂催化剂失活。两者都会降低燃料电池的性能。此外,隔离板之间必须具备绝缘性。最后,考虑到燃料电池在汽车及便携式设备等经常处于移动或振动环境的应用,在这些产品中,密封胶还需具有橡胶弹性以便吸收剧烈的振动或冲击。
综上所述,燃料电池对密封胶的要求如下:
(1)高气密性:为了密封氢气和氧气;
(2)低透湿性:为了让高分子膜在饱和水蒸气条件下工作并保持电池内部的酸性;
我们今天要讲的聚氨酯密封胶属于双组份反应固化型,由A、B两组份组成。具有优良的耐磨性、低温柔软性,性能可调节范围较广,机械强度大,粘接性好,弹性好,具有优良的复原性,价格低廉等诸多优点。正是由于聚氨酯密封胶的种种优点,才越来越广泛地应用在动态接缝和变形缝、伸缩缝的防水密封。但很多客户使用后不是很注意聚氨酯密封胶的存储问题,导致产品的性能损坏,影响密封胶的使用效果和使用寿命。
有关双组份聚氨酯密封胶的保质期,各个厂家在产品说明上大多是软包装六个月、硬包装九个月这样一个期限,但都对存储环境有严格的要求,比如;要求在21摄氏度及50%的相对湿度以下等。而在产品运输过程中因存储环境变化较大,致使保质期缩短一些,再者,为适应不同的施工温度,大多数厂家都会随季节而调整配方,不同季节产品的存储环境要求及保质期也存在较大的差异。夏季安全使用期一般在四个月以内,冬季略长一点,储存时间长了很容易出现一些小的问题