本文旨在探讨2,4-二甲基咪唑用作封闭剂时的具体表现，旨在为2,4-二甲基咪唑的应用提供参考和新的思路。
简述：2,4-二甲基咪唑，英文名称：2,4-Dimethylimidazole，CAS：930-62-1，分子式：C5H8N2，外观与性状：淡黄色透明液体，熔点：85-87℃。
应用：用作封闭剂。
聚氨酯（PUR）在涂料、塑料、橡胶、皮革、纺织和胶粘剂等多个领域有广泛应用。然而，由于PUR中的异氰酸酯基具有较高的化学活性，在常温下容易与空气中的水发生反应，同时与胺类固化剂反应速度较快，这在一定程度上限制了PUR的储存稳定性，同时也缩短了在生产应用中的操作时间。封闭剂可以作为异氰酸酯基反应的 “开关”，利用温度条件管控异氰酸酯基的封闭与解封，便于PUR的存储和生产应用。封闭剂的种类主要有：肟封闭剂的种类主要有：肟类、醇类、酚类、咪唑类、吡唑类、胺类等。
以聚酯二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯为原料，首先合成聚氨酯(PUR)预聚体，然后以2，4–二甲基咪唑为封闭剂，在催化剂二月桂酸二丁基锡的催化下，可制得封闭型聚氨酯(BPUR)。为促进解封过程并降低解封温度，选择了含氮五元环结构的2，4-二甲基咪唑作为封闭剂。这样设计的目的是使2，4-二甲基咪唑中氨基上的氮原子位于五元环的中心位置，从而有助于促进解封过程。在催化剂二月桂酸二丁基锡（DBTL）的作用下，2，4-二甲基咪唑被用于封闭聚氨酯预聚体，制备出封闭型聚氨酯（BPUR）。BPUR试样的制备步骤如下：
（1）将聚酯二元醇置于四口烧瓶中，搅拌升温至 120℃真空脱水2 h，然后自然降温至60℃解除真空。按照MDI∶聚酯二元醇=1.02∶1 (物质的量之比)的比例加入MDI，快速搅拌至温度稳定后，升温至85℃反应3 h，脱泡后得到PUR预聚体。
（2）在装有电动搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝管的500 mL四口烧瓶中，加入100 g PUR预聚体、13.7 g 2，4–二甲基咪唑(溶于110 g丙酮)，通氮气保护。在室温下反应1 h后，利用甲苯–二正丁胺法检测异氰酸酯基的含量，待异氰酸酯基含量为零时，升高温度至60℃，除去丙酮后即得到 BPUR。
封闭反应过程如下：
（3）将制得的不同封闭率的BPUR按照异氰酸酯基∶氨基=1∶1 (物质的量之比)的比例，分别与 DMTDA，MOCA和液态MOCA三种不同的固化剂混合均匀，加入质量分数1%的甲基硅油、质量分数 5‰的DBTL搅拌均匀，然后倒入模具中，在真空干燥箱中固化8 h，以烘箱温度为变量进行对照实验，固化温度分别为90，100，110，120，130，140，150℃，制得试样。
FTIR分析：利用压片机将溴化钾制成薄圆片，经过干燥处理后滴加BPUR，使用FTIR仪扫描测试，扫描范围 400～4 000 cm-1。结果如下图所示：
对比封闭后的PUR预聚体和未封闭的PUR 预聚体的FTIR图谱发现，封闭后的PUR预聚体在 2270 cm-1处左右的异氰酸酯基特征吸收峰消失，说明2，4–二甲基咪唑成功对PUR预聚体进行了封闭，此时由于异氰酸酯基的氧原子电负性最大，吸引含活性氢化物的2，4–二甲基咪唑中的亲核中心进攻异氰酸酯基的碳原子，2，4–二甲基咪唑封闭异氰酸酯基，BPUR制备成功。
参考文献：
[1]吴琼,彭进,邹文俊等.2,4–二甲基咪唑封闭聚氨酯制备及性能[J].工程塑料应用,2020,48(09):7-12.
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