HQEE扩链的浇注型聚氨酯弹性体合成和性能

以对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)为扩链剂,采用半预聚体法合成了一系列聚氨酯(PU)弹性体。研究了不同n(HQEE):n[聚ε–己内酯二醇(PCL)]、不同结构多元醇对浇注型聚氨酯弹性体的力学性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明:半预聚体法使扩链剂组分的相容性和弹性体的合成工艺得到明显改善;随n(HQEE):n(PCL)的增大,弹性体的硬度、模量和撕裂强度逐渐提高,冲击回弹和断裂伸长率逐渐降低,拉伸强度先增大后降低,当n(HQEE):n(PCL)=3.0时,综合力学性能最佳;在不同结构多元醇合成的PU中,PTMG(聚四亚甲基醚二醇)–PU具有较好的回弹性,PCDL(聚碳酸酯二醇)–PU具有较高的模量和撕裂强度,PCL–PU和PBA(聚己二酸–1,4–丁二醇酯)–PU则具有较高的拉伸强度和断裂伸长率。差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)结果显示:所有的PU均显示不同的微相分离程度,依次为PTMG–PUPCL–PUPBA–PUPCDL–PU。PTMG–PU和PCL–PU具有很好的弹性和耐低温性;4种PU的起始分解温度均高于300℃,说明由HQEE扩链的PU具有良好的热稳定性。     

HQEE/HER混合扩链的聚氨酯弹性体的性能研究

采用4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及相对分子质量均为2 000的聚ε-己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)或聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为预聚体主原料,并采用对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)/间苯二酚二羟乙基醚(HER)混合扩链剂,通过半预聚体法合成了一系列浇注型聚氨酯弹性体(PU)。通过电子拉力试验机、热失重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)和动态力学性能分析(DMA)研究其性能。研究结果表明,HQEE/HER与PCL相容性最好。当HQEE/HER摩尔比为7/3时,PCL-PU的综合力学性能最佳。由HQEE/HER扩链的PU具有较好的热稳定性; 4种低聚物二醇合成的PU具有不同的硬段结晶性和微相分离程度,其降低次序依次为PTMG-PUPCL-PUPBA-PUPCDL-PU。     

聚氨酯弹性体的合成与耐热性能研究

分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为低聚物二醇原料,以对苯二异氰酸酯(PPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯原料,以1,4-丁二醇(BDO)或3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为扩链剂,采用预聚体法合成了结构不同的聚氨酯(PU)弹性体,并对其进行了物理机械性能测试、热重分析(TG)和动态力学分析(DMA)。结果表明,PCL/PPDI/BDO聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性能最好; PPDI/BDO/PCL聚氨酯弹性体的储能模量优于TDI/MOCA/PCL弹性体;当硬段结构为PPDI/BDO时,较低温度下,PCL体系的储能模量优于PTMG体系,较高温度下,PTMG体系优于PCL体系。     

PTMG/PPG基CPU的相分离及力学性能研究

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)及两者共混物(PTMG/PPG)作为软段,以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)作为硬段,采用预聚体法,制备了5种不同PTMG/PPG配比的浇注型聚氨酯弹性体(CPU)。研究了PTMG/PPG不同的配比对CPU的力学性能和微观相分离的影响。结果表明,纯PTMG型聚氨酯力学性能优于纯PPG型聚氨酯性能,随着PPG在混合聚醚多元醇的比例增加,所形成的CPU的力学性能出现一定程度的下降。纯PTMG型聚氨酯的玻璃化转变温度(Tg)低于纯PPG型聚氨酯的Tg,随着PPG在混合聚醚中的配比增加,所合成相应的聚氨酯弹性体的Tg移向高温区,微观相分离程度减小。     

聚四氢呋喃醚二醇PU弹性体的形态和性能

探讨以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯为主要原料制备的PU弹性体的形态和性能。结果表明,PU弹性体柔韧性好,连续相PTMG软段与分散相氨基甲酸酯硬段呈微相分离形态;PTMG相对分子质量大的PU弹性体软段含量高,柔韧性好,玻璃化温度低,阻尼温宽大,最大损耗因子小,强度低。     

软段结构对水性聚氨酯微相分离的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇(PHA)为原料,采用预聚体法合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。通过红外光谱(IR)、热重(TGA)、X-射线衍射(XRD)、动态机械性能(DMA)和拉伸测试等方法研究不同多元醇对所合成的WPU薄膜软、硬段微相分离及其热性能、结晶性和机械性能影响。结果表明,氢键作用对WPU的微相分离有明显影响;微相分离程度大的聚醚型WPU热稳定性、结晶性、柔韧性、低温塑性比微相分离程度小的聚碳酸酯型WPU好;聚碳酸酯型WPU膜的拉伸强度和模量更大。     

软段结构对MDI型TPU力学性能和动态黏弹性能的影响

分别以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)及聚碳酸己二醇酯二醇(PCDL)作为软段,以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)作为硬段,采用预聚体法制备了4种不同软段结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了不同的软段结构对弹性体的力学性能和动态黏弹性能的影响。结果表明,PTMG由于分子间作用力小,由其制备的TPU力学性能较低,但动态黏弹性能较好,内生热低;PCDL由于极性大、结晶性强,由其制备的TPU力学性能好,但内生热较大。     

基于MDI浇注型聚氨酯弹性体密封材料的研制

采用预聚体法以四氢呋喃均聚醚（PTMG）、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1,4-丁二醇（BDO）或三羟甲基丙烷（TMP）与BDO混合的扩链剂合成了聚氨酯（PU）弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体NCO基质量分数和扩链剂的用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：在硬度相同时,PTMG相对分子质量为2000聚氨酯弹性体的撕裂强度、拉断伸长率和冲击弹性高。PU弹性体硬度、撕裂强度和定伸应力随预聚体NCO基相对质量分数增加而增加。用少量三元醇交联的弹性体与完全用二元醇扩链的弹性体相比,定伸应力高,永久变形好。     

聚醚软段对HMDI基透明聚氨酯弹性体性能的影响

以环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、聚氧化乙烯二醇(PEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,采用预聚法合成了一系列透明聚氨酯(PU)弹性体。通过红外光谱、热重分析、动态机械性能、拉伸性能和光学性能测试等方法讨论了不同聚醚多元醇组分对所合成的透明PU弹性体的热性能、结晶性能和机械性能的影响。结果表明,相同条件下,PTMG基PU薄膜的热稳定性、软硬段相容性以及力学强度要明显优于PPG基和PEG基PU薄膜;由于软段结晶能力的不同,PPG、PTMG基PU薄膜的透光度和雾度均明显好于PEG基薄膜。     

聚氨酯弹性体的力学性能影响因素研究

研究了合成方法,软段及硬段组成结构,熟化条件等因素对聚氨酯弹性和学性能的影响,结果表明,聚氨酯弹性体的结构与组成,以及由此引起微相分离程度的变化,是影响弹性体性能的重要因素,不同的低聚物二醇,二异氰酸酯及扩链剂合成的弹性体性能不同,采用预聚法,以及适当熟化有助于提高弹性体的性能。     

剥片盘用聚氨酯弹性体的性能研究

采用不同的异氰酸酯和聚四亚甲基醚(PTMG)二醇,通过预聚体法合成了一系列剥片盘用聚氨酯(PU)弹性体,并通过电子拉力机、耐液体实验方法、热失重分析(TGA)和动态力学性能分析(DMA)对其机械性能、耐介质性能、耐热性能以及动态力学性能进行了研究和比较。研究结果表明,合成相同硬度的弹性体,MDI体系较TDI体系需要更高的—NCO%含量,即,需要更高的硬段含量;MDI体系弹性体在较宽的温度范围内具有较好的耐介质性能和动态性能;MDI体系的耐热性优于TDI体系。     

低模量聚酯型PU弹性体力学性能的研究

以聚楷酯二醇、甲苯二异氰酸酯（TDI）和扩链剂为原料,制备浇注型PU弹性体,研究了预聚法和一步法、聚酯与聚醚、80/20-TDI和2,4-TDI、聚酯二醇的种类及其相对分子质量、弹性体交联点相对分子质量和硬段质量分数对弹性体力学性能的影响。结果表明,采用预聚法,以聚酯和80/20-TDI为原料合成的PU弹性体的综合性能较好。3种聚酯型PU弹性体中,聚丁二醇己二酸酯二醇的PU弹性体的综合力学性能最好。交联点相对分子质量为4500时,PU弹性体的强度为最大值。     

采煤机械油缸密封材料用聚氨酯弹性体的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)和聚己内酯二醇(PCL)为软段原料,2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段原料,采用预聚体法合成3种聚氨酯弹性体材料,研究了不同类型的聚氨酯弹性体的物理机械性能、高温物理机械性能以及耐乳化液性能。结果表明,聚氨酯弹性体PTMG-MDI-BDO和PCL-MDI-BDO的常温物理机械性能优于PTMG-TDI-MOCA; PTMG-TDI-MOCA在80℃和100℃下的高温物理机械性能优于PTMG-MDI-BDO和PCL-MDI-BDO;含MDI-BDO硬段的聚氨酯弹性体耐85℃水乳化液性能优于含TDI-MOCA硬段的。PCL-MDI-BDO是3种聚氨酯弹性体中最适合用作采煤机械液压支护设备油缸密封件的材料。     

聚碳酸酯二醇/蓖麻油基聚氨酯(脲)弹性体的制备及性能

以蓖麻油和聚碳酸酯二醇(PCDL)为共混软段,分别以1,4-丁二醇(BDO)和3,5-二甲硫基-2,4-二胺基甲苯(DMTDA)为扩链剂,用预聚体法合成出一系列聚氨酯(PU)和聚氨酯脲(PUU)弹性体,考察了异氰酸基(NCO)含量和PCDL用量对弹性体力学性能的影响,并对弹性体的热性能进行了分析。结果表明,随着预聚体中NCO含量的增加,PU、PUU弹性体的硬度和强度逐渐上升,当NCO质量分数为8%时,弹性体的拉伸强度最高,而扯断伸长率呈单调下降趋势;随着PCDL用量的增加,弹性体的拉伸强度先升高后下降,扯断伸长率和永久变形逐渐增加;用DMTDA为扩链剂制备的PUU比用BDO制备的PU具有更高的拉伸强度和撕裂强度;PCDL/蓖麻油基PUU的耐热性能优于纯蓖麻油基PUU,PUU的耐热性优于PU。     

复印机清洁刮片用聚氨酯弹性体的研制

采用预聚体法和半预聚体法合成了复印机清洁刮片用聚氨酯（PU）弹性体,研究了预聚体法中三羟甲基丙烷（TMP）用量和和半预聚体法中扩链剂1,4-丁二醇（BDO）／TMP的摩尔比对PU弹性体物理机械性能的影响,同时对由预聚体法和半预聚体法合成的3种PU弹性体的动态力学性能进行了表征。研究结果表明,用预聚体法和半预聚体法合成的PU弹性体均具有优良的物理机械性能、动态力学性能和外观透明性,均可满足复印机清洁刮刮片的应用要求。     

软段组成对MDI型聚氨酯弹性体性能的影响

采用半预聚体法,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)和聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA)为软段,液化MDI、1,4-丁二醇(BDO)为硬段制备具有不同软段组成的聚氨酯弹性体,研究了软段组成对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,PCL型和PNA型聚氨酯弹性体力学性能较好,玻璃化转变温度较高,接触角较大,吸水率较低;浸水7 d后,PTMG型聚氨酯弹性体强度保持率较高。     

PTMG／MDI体系聚氨酯弹性体的力学性能研究

以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与BDO、MOCA、HQEE扩链剂及混合扩链剂制备Pu弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量、三羟甲基丙烷（TMP）小分子醇含量及扩链剂类型对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高预聚体NCO基含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和300％模量明显提高;当预聚体NCO基含量基本相同时,软段Mn=2000比Mn=1000的PU冲击弹性高;混合扩链剂中的TMP质量分数超过30％时,弹性体的力学性能明显下降;BDO—PU的拉伸强度比HQEE-PU的强度高出70％以上,撕裂强度比HQEE—PU低了40％以上,硬度比MOCA-PU小。     

蓖麻油作交联剂的聚氨酯弹性体的合成及性能

以不同摩尔比的四氢呋喃均聚醚（PTMG）和1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别用丁二醇（BD）、蓖麻油（CO）以及BD和CO混合物进行扩链交联,合成了一系列不同CO含量的PU.通过FTIR、AFM、拉伸实验和TGA,对不同硬段含量和CO含量PU的氢键化程度、相形态结构、力学性能和热性能进行了比较。结果表明,二异氰酸酯和扩链剂的种类及用量对PU的性能均有很大的影响。随着PU中二异氰酸酯用量的增加,其力学性能和热稳定性能提高。随着扩链剂中CO用量的增加,PU氨酯键的氢键化程度降低,其软、硬段的微相分离程度降低,导致其力学性能降低。但CO用量的增加会提高PU分子链的交联和支化,因而其热稳定性能得到提高。     

基于四氢呋喃聚醚聚氨酯弹性体力学性能的研究

以四氢呋喃聚醚（PTMG）、二异氰酸酯（TDI、或MDI）和扩链剂（MOCA、或BDO）为原料,制备了浇注型和热塑型聚氨酯弹性体。研究了预聚体的NCO基质量份、PTMG的分子量和硬段质量份数对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：PU弹性体的硬度和模量随NCO含量和硬段质量份数增加而增加。逐渐提高PTMG的分子量,PU弹性 的拉伸强度降低,而拉断伸长率增加。2000分子量的PTMG－PU弹性体的冲击弹性比1000分子量的PTMG－PU好。     

低模量聚醚型PU弹性体力学性能的研究

研究了由聚醚二醇(PPG、PTMG)、80/20-TDI和扩链剂制备的PU弹性体,并讨论了聚醚软段,聚醚分子量,弹性体交联点分子量和硬段浓度对弹性体力学性能的影响.