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聚醚胺

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聚醚胺（PEA）是一類主鏈為聚醚結構，末端活性官能團為胺基的聚合物，化學式為C3n+3H6n+10OnN2。端氨基聚醚具有以下結構：x, y = 0 - n。聚醚胺是通過聚乙二醇、聚丙二醇或者乙二醇/丙二醇共聚物在高温高壓下氨化得到的。通過選擇不同的聚氧化烷基結構，可調節聚醚胺的反應活性、韌性、粘度以及親水性等一系列性能，而胺基提供給聚醚胺與多種化合物反應的可能性。其特殊的分子結構賦予了聚醚胺優異的綜合性能，商業化的聚醚胺包括單官能、雙官能、三官能，分子量從230到5000的一系列產品。在聚脲噴塗、大型複合材料製成以及環氧樹脂固化劑和汽車汽油清淨劑等眾多領域得到了廣泛應用。
中文名
聚醚胺 [1] 
外文名
amino-terminated polyoxypropylene
別    名
多醚胺，端氨基聚醚，聚醚多胺
化學式
C3n+3H6n+10OnN2
分子量
常見產品分子量230到5000
CAS登錄號
9046-10-0 [1] 
應    用
高性能複合材料等
應用領域
高性能複合材料，膠黏劑等

目錄

  1. 1 英文名稱
  2. 2 物化性質
  3. 3 應用領域
  4. 4 合成方法
  5. 5 產品現狀

聚醚胺英文名稱

amino-terminated polyoxypropylene；Polypropylene glycol bis（2-aminopropyl ether）; polyetheramine; Polyetheramines；2-（aminooxy）propan-1-amine

聚醚胺物化性質

有端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚等，分子結構中含有醚鍵，屬柔性固化劑。具體產品分為3官能度的T系列及2官能度的D系列和E系列。
分子量
D230/MA223
D400/MA240
D2000/MA2200
T403/MA340
T5000/MA3500
外觀
無色至淺黃色液體
密度g/cm
0.948
0.970
0.996
0.981
0.997
沸點
>200℃
>200℃
>200℃
>200℃
>200℃
閃點
121℃
163℃
185℃
196℃
213℃
粘度25℃，mPa.s
5-15
15-30
150-400
50-100
500-1000
折射率
1.4466
1.4482
1.4514
1.4606
1.4610
胺值mgKOH/g
440~500
220~273
52~59
322~390
27~31
AHEW
60 g/eq
115 g/eq
514 g/eq
81 g/eq
952 g/eq
溶於乙醇、乙二醇醚、酮類、脂肪烴類、芳香烴類等有機溶劑。D-230溶於水，D-400部分溶於水，D-2000不溶於水。
端基聚醚固化環氧樹脂放熱温度降低，產物無色透明、高光澤、堅韌、耐熱衝擊。端氨基聚醚沸點高、蒸氣壓低、毒性小，對皮膚有潛在刺激性。
LD50：1660mg/kg（D-230）、500（D-400）、450（D-2000）、230（T-403）。
用作環氧樹脂膠黏劑的韌性固化劑，可單獨或與普通的聚醚胺混用，參考用量30～60份，固化條件80℃/2h+125℃/3h。
當然也可室温固化，但粘接強度不高，只有D-400與D-2000按50：25混合使用，經室温/7d固化後，剝離強度高達28.4kN/m，剪切強度11.2mPa。
另外E-51：D-230=100：30或E-51：D-400=100：64，以4份甲醇為促進劑，可室温很好地固化環氧樹脂膠。端氨基聚醚活性較低，施工時間較長，加入促進劑壬基酚少量（按100份環氧樹脂加量10～20份）可明顯加快固化反應速度，且能提高耐潮濕性。
端氨基聚醚黏度低，無色，與環氧樹脂相容性好，適用期長，粘接強度高。端氨基聚醚若過量使用，則會降低環氧膠黏劑的粘接強度。也可用作聚酯的活性擴鏈劑。還用作聚氨酯和聚脲固化劑。

聚醚胺應用領域

（1）高性能複合材料：聚醚胺可以作為環氧樹脂的高性能固化劑，用於生產高強度、高韌性的複合材料;
（2）聚脲：作為聚脲材料的關鍵組分，在高鐵橋樑、跨海大橋、水壩、大型場館等混凝土結構的防水體系有很多應用實例，並表現出了優異的性能；
（3）塗料：具有較低的粘度，應用於環氧地坪或者防腐塗料時，可以減少溶劑用量，降低體系粘度;
（4）膠黏劑：作為環氧樹脂固化劑，完全固化後具有極佳的韌性和耐疲勞性能，在膠黏劑和結構膠中應用廣泛；
（5）飾品：具有極淺的色度和較佳的耐黃變性能，可用於飾品製造。
（6）汽油清淨劑：具有優良的清淨、分散、破乳、緩蝕及抗氧性能。可抑制汽車噴油嘴、進氣閥及燃燒室的沉積物生成。較之於聚異丁烯胺型的汽油清淨劑，不但自身不生成沉積物，更能清除原有CCD（發動機燃燒室形成沉積物）。

聚醚胺合成方法

聚醚胺的合成工藝包括間歇法和連續法兩種工藝，Huntsman採用的生產工藝為連續的固定牀工藝，利用負載在載體上的金屬催化劑，其生產設備和工藝先進，催化劑效率高，因此產品轉化率高，副反應少，生產成本低而且性能穩定，但是設備投資巨大。
相比於連續式生產，間歇式工藝設備投資小，可以方便的切換不同產品種類，但是生產效率較低，成本較高，同時產品質量與連續法相比也存在一定差距。

聚醚胺產品現狀

20世紀60年代，美國的Jefferson公司發明該產品，並在20世紀70年代初正式實現工業化生產。之後經過Texaco （今Huntsman）公司不斷的開發新產品和推廣市場，聚醚胺優異的性能逐漸被市場接受。
當今國際上最大的生產商為美國的Huntsman公司，BASF為第二大生產商，兩者佔據了90%以上的市場份額。因為產品對於很多重要應用領域的重要性，中國從20世紀80年代即開始立項進行相關的研發工作，2003年，常州塗料化工研究院開發了間歇法的生產工藝，實現了分子量為2000的聚醚胺的產業化，現國內有幾家企業採用該工藝生產，但是生產規模較小，且產品質量與國外產品存在較大差距，無法完全替代。
參考資料