风力发电机用TPU密封材料开发及寿命评估

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己内酯二醇(PCL)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,制备了不同软段的2种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)材料。通过模拟老化试验,研究了2种TPU材料的物理机械性能和在油水混合介质中的老化规律,并进行了寿命预测;研究了抗氧剂和抗水解剂对PTMEG型TPU的物理机械性能和在油水混合介质中老化规律的影响,并进行了寿命预测。结果表明:PCL型TPU的100%定伸模量、拉伸强度和撕裂强度较高,PTMEG型TPU的断裂伸长率较高; PTMEG型TPU的耐油水老化性能明显优于PCL型TPU;添加1. 0%抗氧剂时,PTMEG型TPU材料的油水老化寿命有较小幅度的提升;抗水解剂质量分数为1. 5%时,PTMEG型TPU的使用寿命预测可达到5年,满足风力发电机密封件对TPU材料的应用要求。     

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。     

不同软段热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)和聚四亚甲基醚二醇(PTMG)作为软段,采用一步法制得4种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过FTIR、电子拉力试验机、DSC、TGA和DMA分析研究了软段结构对TPU的物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明,在软段分子量和硬段含量相同时,PTMG-TPU和PCL-TPU较PBA-TPU和PCDL-TPU具有较低的硬度、模量、压缩永久变形和较高的弹性。PBA-TPU和PTMG-TPU显示较高微相分离程度和热稳定性;PCDL-TPU则显示较高的相混合程度。在低于玻璃化转变温度(Tg)时其储能模量降低次序为PCDL-TPUPBA-TPUPCL-TPUPTMG-TPU,Tg增大的次序为PTMGTPUPCL-TPU≈PBA-TPUPCDL-TPU。     

基于不同软段的聚氨酯弹性体耐热性能研究

分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)以及聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用预聚体法合成4种基于不同软段的聚氨酯弹性体。通过机械性能测试、热失重分析、动态力学性能测试及不同温度下的力学性能分析,研究低聚物二醇种类对聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性能的影响。结果表明,以聚酯多元醇作为软段制得的聚氨酯弹性体的耐热性要优于聚醚型;几种聚酯型聚氨酯弹性体中,PCL型聚氨酯弹性体的热稳定性以及不同温度下的力学性能保持率最高,耐热性最好;动态力学性能分析表明,在高弹态平台区PCL型聚氨酯的损耗因子较小,动态内生热较小,且储能模量下降较缓慢,动态力学性能最好。     

H_(12)MDI聚氨酯弹性体微相分离研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)/1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯硬段,分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为软段合成了硬段含量(质量分数,下同)为23%～50%的聚氨酯弹性体。借助IR、DSC等分析手段研究了其微相分离结构,并针对所制备弹性体进行力学性能表征。结果表明,硬段含量对H12MDI基弹性体的软段玻璃化温度影响很小;硬段含量的增加,PTMEG型PU的微相分离程度随之先降低后增加,而PBA型PU的微相分离程度则随之降低;以PBA为软段的H12MDI基弹性体在硬段含量为40%时力学性能达到最优。     

可控降解聚氨酯弹性体的合成和水解性能研究

分别以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)或聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用一步法合成2种聚氨酯弹性体(PUE).研究了软段种类、酸添加剂种类和用量对PUE水解的影响.结果表明:由PBA软段合成PUE的100％定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率、...     

不同软段相对分子质量对PBA/MDI/HG体系TPU结构与性能的影响

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,6-己二醇(HG)等为主要原料,采用预聚体法制备了一系列热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过对TPU流变性能、结晶性能、耐热性能、硬度与力学性能的研究,考察了在硬段含量相同(质量分数为30%)情况下,不同软段相对分子质量(PBA:1 000、2 000、3 000)对TPU体系结构与性能的影响。结果表明,PBA/MDI/HG体系TPU,随着软段PBA相对分子质量的增大,拉伸强度、断裂伸长率及硬度逐渐增大;TPU热稳定性越来越好,PBA-3000的TPU试样初始分解温度达到293.7℃;TPU抗热变形能力增强,PBA-3000的TPU试样维卡软化温度达到103℃;结晶性能分析(广角X射线衍射仪、旋转流变仪、偏光显微镜)表明,TPU具有一定的结晶性,且结晶性能随软段相对分子质量的增大而提高;流变性能分析结果表明,TPU表现出典型的假塑性流体的特征,且软段相对分子质量越大,同频率时的复数粘度越高。     

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。     

二硫化钼/热塑性聚氨酯弹性体复合材料性能研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,二硫化钼(MoS_2)为改性添加剂,制备了MoS_2/TPU复合材料。研究了MoS_2添加工艺和用量对复合材料性能的影响。结果表明,MoS_2先添加至PTMEG中再制备的复合材料具有更佳的力学性能;随着MoS_2用量的增加,材料的硬度、100%定伸模量增加,拉伸强度和断裂伸长率下降,耐热老化、耐水解和耐液压油性能提高,阿克隆磨耗增加,摩擦系数降低。     

合成革用水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能研究

通过选用聚酯二元醇(PBA)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG),聚己内酯二醇(PCL)和聚碳酸酯二醇(PCDL),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)作为主要原料,制备了一系列合成革用水性聚氨酯(WPU)。三羟甲基丙烷(TMP)和二羟甲基丙酸(DMPA)分别作为交联剂和亲水扩链剂。采用红外光谱(FT-IR)表征了水性聚氨酯的结构。探讨了多元醇及二异氰酸酯种类、氰羟比R值[n(-NCO)/n(-OH)]、DMPA和TMP含量对WPU耐溶剂和耐水解性能的影响。研究结果表明,PTMEG和PCDL作为软段、MDI和HMDI作为硬段,R值为4时,制得的WPU耐溶剂和耐水解综合性能较好。WPU的耐溶剂和耐水解性能还随TMP用量增大而提高。此外,DMPA用量增大,乳液更加稳定,但是耐水解性能下降。     

单组分聚氨酯反应型热熔胶制备与性能研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇 (PBA) ,聚四氢呋喃二醇 (PTMG)及聚氧化丙烯二醇 (PPG)为软段 ,以 4,4’ -二苯甲烷二异氰酸酯 (MDI)和 1,4-丁二醇为硬软 ,制备了一系列快速固化单组分聚氨酯反应型热熔胶 ,考察了不同软段对热熔胶的粘接强度、耐水性、耐热性、结晶度等的影响。结果表明 ,以PTMG为软段制得的热熔胶具有较佳的综合性能     

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。     

软段对热塑性聚氨酯热熔胶性能的影响

以多元醇[如聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和苯酐聚酯多元醇(2502A)等]为软段,4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)链段为硬段,合成了一系列聚氨酯热熔胶(PU-HMA)。着重探讨了多元醇的结晶性、组成及其配比对PU-HMA性能的影响。研究结果表明:软段的结晶性对PU-HMA的粘接强度有一定影响;PBA和PTMG共混有利于降低PU-HMA的熔点、缩短熔程,但其粘接强度下降;当软段中m(PBA)∶m(PTMG)∶m(2502A)=100∶10∶2时,相应PU-HMA的熔点(45.1℃)进一步降低,但粘接强度(4.25 MPa)明显提高。     

异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

分别以5种异氰酸酯为硬段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为软段,制备了不同异氰酸酯型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热(DSC)和电子拉伸等测试对其结构和性能进行表征,探究了异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体的软硬段相互作用、PBA结晶性和机械性能的影响。结果表明,HDI-TPU氨基氢键化程度最高,HMDI-TPU的硬段间氢键化程度、软段结晶度最高,IPDI-TPU的氢键化程度、软段结晶度最低。在制备的5种异氰酸酯型TPU中,HDI-TPU的拉伸强度为29.47 MPa,断裂伸长率874%,邵D硬度44,综合机械性能最佳。     

异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

分别以5种异氰酸酯为硬段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为软段,制备了不同异氰酸酯型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热(DSC)和电子拉伸等测试对其结构和性能进行表征,探究了异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体的软硬段相互作用、PBA结晶性和机械性能的影响。结果表明,HDI-TPU氨基氢键化程度最高,HMDI-TPU的硬段间氢键化程度、软段结晶度最高,IPDI-TPU的氢键化程度、软段结晶度最低。在制备的5种异氰酸酯型TPU中,HDI-TPU的拉伸强度为29.47 MPa,断裂伸长率874%,邵D硬度44,综合机械性能最佳。     

阀体密封件用TPU材料合成及性能评估

以聚碳酸酯二醇(PCDL)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3'-二甲基联苯基-4,4'-二异氰酸酯(TODI)和氢醌-双(2-羟乙基醚)(HQEE)为原料,采用预聚体法合成了两种不同二异氰酸酯类型的阀体密封件用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。考察了TPU的室温和高温力学性能、压缩性能、耐疲劳性能、磨耗和耐酸性介质性能。结果表明,MDI型TPU的定伸强度、拉伸强度和撕裂强度优于TODI型TPU,TODI型TPU的断裂伸长率优于MDI型TPU,TODI型TPU在80℃的力学性能明显优于MDI型TPU; TODI型TPU的承压性能、耐疲劳性和耐磨性比MDI型TPU的好;两种TPU对硫酸溶液的耐受性较好,对盐酸溶液和氢氟酸溶液有一定的耐受性,对硝酸溶液的耐受性很差。     

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。     

木材用湿固型聚氨酯胶粘剂的研制

以聚己内酯二醇(PCL)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)和二苯基甲烷4,4′-二异氰酸酯(MD I)等为主要原料制备了湿固型聚氨酯胶粘剂,研究了NCO质量分数、增粘树脂、催化剂和相对湿度等因素对聚氨酯胶粘剂性能的影响。     

聚醚/聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的合成研究

以聚四甲撑醚二元醇(PTMG)、已二酸丁二醇聚酯二元醇(PBA)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、和1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用一步法合成聚醚/聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究原料配比对其力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明:随PTMG质量分子量的增加,TPU的硬度和拉伸强度减小而断裂伸长率增加;随-NCO/-OH摩尔质量比的增加,TPU的拉伸强度增加、断裂伸长率减小,熔体流动速率减小;随PBA/PTMG摩尔比的增加,TPU拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小。     

聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯胶粘剂的研究

采用预聚体分散法制备了一系列聚碳酸酯二醇(PCDL)型水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,并借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)法来跟踪预聚体的合成过程,同时还考察了该WPU胶粘剂的粘度、热稳定性和初粘强度等性能。实验结果表明,PCDL的结构和相对分子质量对该WPU胶粘剂的性能影响很大;以PCDLT-6002为原料制备的WPU胶粘剂,其粘度最低(175 mPa.s)、热稳定性最好、软链段玻璃化转变温度(Tg)最低(-33.97℃)、有软段结晶熔融峰且初粘强度最高(81N/25 mm,此时活化温度为70℃)。