NDI聚氨酯预聚体的研制

采用自制聚酯多元醇合成了1,5–萘二异氰酸酯(NDI)预聚体,该预聚体具有较好的室温和高温贮存性,在80℃下贮存48 h或室温下贮存90 d后,黏度和NCO含量均无明显变化,所合成的弹性体具有较好的力学性能和动态性能。     

软段为聚己内酯二元醇的PBT弹性体结构和性能研究

为了改进PBT弹性体的结构性能,将对苯二甲酸(PTA)、1,4丁二醇(BD)与聚己内酯二元醇(PCL)共聚得到PBT弹性体,采用傅里叶红外光谱仪、毛细管流变仪和差示扫描量热仪对PBT弹性体的结构、流变性能和热性能进行表征与分析。结果表明:PCL与PTA和BD经过共聚反应形成了弹性体。弹性体特性黏度低于1.230 dL/g时,随特性黏度的增加,熔融指数降低的幅度较小;特性黏度大于1.230 dL/g,随特性黏度的增加,熔融指数较大幅度降低。相同温度下,不同特性黏度弹性体的结构黏度指数相差较大,特性黏度0.941 dL/g弹性体适宜的纺丝参考温度为255℃,特性黏度1.249 dL/g弹性体适宜的纺丝参考温度为270℃。     

尼龙66基聚醚酯酰胺弹性体合成与表征

以尼龙(PA)66盐、己二酸、端羟基聚四氢呋喃醚(PTMG)为原料,采用两步法合成了PA66基聚醚酯酰胺弹性体(PA66-co-PTMG),通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振对其化学结构进行表征,用动态扫描量热分析和热失重分析研究其耐热性能,并测试了力学性能。结果表明,PA66硬段和PTMG软段发生了嵌段共聚反应;制备的PA66-co-PTMG的熔点约为240℃,热降解温度为300℃,在室温下冲击不断,是一种优良的耐热型热塑性弹性体。随PTMG含量的增加,PA66-co-PTMG的拉伸强度、弯曲弹性模量和硬度逐渐下降而断裂伸长率逐渐增加,因而可以通过调整软硬段的比例得到不同力学性能的弹性体,以满足不同条件的需求。     

硅溶胶与硅酸钾(钠)混合物体系单组分涂料的稳定性

研究了作为单组分涂料基料的硅溶胶与硅酸钾(钠)混合物的室温贮存稳定性,并用等温热导微量热法和粒径测量作了表征。结果表明,含小的纳米胶体二氧化硅粒子的混合物稳定性好,稳定性受硅酸钾(钠)模数、硅溶胶在混合物中占的质量分数、混合操作条件和原材料规格等因素影响。加了适当稳定剂的该混合物稳定贮存时间大大延长。最后再加入苯丙乳液配制成的基料在室温下可贮存至少7个月以上。     

低黏度环氧树脂性能研究

对自制低黏度环氧树脂的黏度特性、固化特性、浇铸体的力学性能、耐热性以及复合材料的电性能进行了测试与分析。结果表明,该低黏度环氧树脂在常温下具有很低的黏度(120 mPa.s)和较长的适用期;在中温(80℃)条件下即可凝胶,固化产物力学性能和电性能优异,耐热性良好。     

聚1-丁烯热塑性弹性体的基础加工性能

通过测试力学性能及采用差示扫描量热、红外光谱等手段分析了加工条件对聚1-丁烯热塑性弹性体力学性能、结晶行为和结构的影响。结果表明,聚1-丁烯热塑性弹性体的力学性能与试样成型后的停放时间有关,试样需在室温下放置不少于10 d其力学性能才能达到稳定状态,才可进行力学性能的测试;适宜的模压温度为140～160℃;重复加工4次以上聚1-丁烯的力学性能基本不变,说明其是一种可以再利用的热塑性弹性体;采用模压成型方式更容易获得性能稳定的聚1-丁烯热塑性弹性体制品。     

烷氧基封端聚二甲基硅氧烷的合成及表征

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物、烷氧基硅烷为封端剂,在催化剂存在下进行脱醇缩合反应,制得烷氧基封端聚二甲基硅氧烷。探讨了催化剂用量和封端剂种类对封端效果的影响,采用红外光谱和核磁共振表征产物结构,并考察了产物的贮存稳定性。结果表明,实验成功制得了烷氧基封端聚二甲基硅氧烷,较佳的催化剂用量为0. 09%。当采用乙烯基三甲氧基硅烷作为封端剂时,封端效率为94%,产物经100℃×72 h和常温12个月贮存后,黏度变化率均小于5%,经钛酸酯法测试无明显"黏度高峰"现象,贮存稳定性良好,可作为单组分室温硫化硅橡胶的基础聚合物。     

温度和贮存时间对未硫化绝热层流变性能的影响

采用同一未硫化绝热层,研究不同温度对其门尼黏度和初期硫化的影响;并将试样在自然条件下贮存,不时地进行门尼黏度和初期硫化的测试。结果表明:试样的最小门尼黏度(ML)随测试温度的升高而降低;硫化测试显示,硫化时间T_5、T_(35)缩短,但ML维持不变;随贮存时间的增加,试样的门尼黏度增加,T_5、T_(35)减小;在绝热层进行硫化、贴片等工序中,可根据实际需要,选择相应的环境温度和贮存时间。     

端烯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的合成与表征

以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)和烯丙基异氰酸酯为原料,二丁基锡二月桂酸酯为催化剂,经过加成反应制备出一种含氨基甲酸酯基团的端烯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(AUPET);通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和凝胶渗透色谱对AUPET的结构进行了表征;采用锥板黏度计测定了其黏度;采用DSC测定了其玻璃化转变温度;通过拉伸实验测定了其与四甲基对苯二腈氧化物(TTNO)固化后所得聚异噁唑啉弹性体的力学性能。结果表明,反应后PET端羟基吸收峰完全消失,出现了烯基和氨基甲酸酯基团的特征峰,聚醚分子链未发生断裂;AUPET的玻璃化转变温度为-69.9℃,20℃时黏度为53.2Pa·s;AUPET基聚异噁唑啉弹性体室温下的拉伸强度为1.75MPa,断裂伸长率为125%,优于HTPB基聚异噁唑啉弹性体。     

促进剂对中温固化EP及其预浸料室温贮存稳定性的影响

通过差热扫描量热、傅里叶变换红外光谱、黏度、凝胶时间、树脂流动度和力学性能测试等方法研究了苯基–二甲脲(Urea-2)和1,1-二甲基-3-苯基脲(PDU)两种商品化促进剂对采用双氰胺作为固化剂的环氧树脂(EP)固化体系及其预浸料在室温环境贮存过程中的稳定性的影响。结果表明,采用Urea-2作促进剂的EP固化体系室温反应活性较高,随贮存期的延长明显发生固化反应,其预浸料在室温下贮存10 d后的物理性能不稳定,由其所制备的层压板力学性能出现了较大幅度的下降,不能满足标准BMS 8–79的使用要求。采用PDU作促进剂的EP固化体系在室温下贮存30 d后其各项性能均无明显变化,相应的预浸料在室温贮存10 d后物理性能较为稳定、工艺使用性能保持较好,由其制备的层压板力学性能仅略有下降,完全满足BMS 8–79的使用要求,表明促进剂PDU的潜伏性好,更适合用于所研究的中温固化EP体系。     

钛酸四乙酯催化酯交换缩聚法合成聚醚型聚氨酯

以钛酸四乙酯(TET)为催化剂,聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)和1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯(HDC)为原料,1,4-丁二醇为扩链剂,酯交换缩聚合成了聚醚型聚氨酯(PEPU)弹性体。以二丁基氧化锡(DBTO)催化合成的PEPU为参考,通过红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、热重分析(TGA)、力学性能与光学性能测试表征TET的催化效果。通过一系列单因素实验探讨了缩聚温度、缩聚时间、预聚温度、预聚时间对PEPU特性黏度的影响规律。结果表明,TET比DBTO催化制得的PEPU热性能更好,力学性能更优。较佳的制备工艺为:预聚阶段温度为110℃,压力为0.070MPa,时间为20min;160℃下高真空缩聚110min.     

医用聚氨酯弹性体的制备与性能

采用4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)及扩链剂3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA),通过两步法合成医用聚氨酯弹性体,并表征了其化学结构,对力学性能、热稳定性、耐介质性和细胞毒性进行了分析测试。结果表明,医用聚氨酯弹性体的邵尔A硬度为51,拉伸强度为10.72 MPa,符合介入材料的力学要求;热分解初始温度大于300℃,能达到植入及植入前热处理的耐热需求;在类人体液及环氧乙烷环境下,力学性能几乎无变化,细胞毒性测试为0～1级,满足医用材料要求。     

乙烯基硅氧烷改性丙烯酸树脂水分散体的制备及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,以1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(DVMS)为改性剂,异丙醇(IPA)为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,制备丙烯酸树脂预聚体,加入三乙胺中和,加水自乳化制成一系列DVMS含量不同的改性丙烯酸树脂水分散体,进一步制备树脂膜。采用黏度计测试分散体黏度,采用FTIR、TGA、XPS、SEM、TEM对树脂膜材料进行了表征。测试了分散体的贮存稳定性、涂膜吸水率、光泽度等性能。结果表明,当DVMS加入量为6%(以聚合单体的总质量为基准,下同)时,涂膜性能最佳,贮存稳定性较好;涂膜的拉伸强度达到14.3MPa,断裂伸长率为324%;热失重分析表明,质量损失5%时分解温度(T5%)为283℃;涂膜温度为25～35℃时,涂膜的致密性优异,表现高光泽度,附着力为1级,硬度为2H。     

IPDI基浇注型聚氨酯弹性体性能的研究

采用不同品种的多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应合成了浇注型聚氨酯弹性体,研究了不同多元醇结构对IPDI型聚氨酯弹性体性能的影响;用红外光谱表征了聚氨酯弹性体的结构,并对其进行了力学性能、动态性能和耐溶剂性能测试。结果表明,聚酯多元醇（Pol-2456）的聚氨酯弹性体力学性能最好;聚醚和聚酯型聚氨酯弹性体在较高温度下tan8值仍然保持在0．4左右,可以作为阻尼材料;端羟基聚丁二烯的聚氨酯弹性体的动态性能最好,峰值为0．715（-60．4℃）,-10℃以下,tanδ值基本保持在0．2左右,且具有好的耐溶剂性。     

对苯二腈氧化物的合成及其室温固化性能

以对苯二甲醛为原料,聚丁二烯(LPB)为基体,将合成的对苯二氯代醛肟和三乙胺反应,制备出高活性的固化剂对苯二腈氧化物,将其与LPB反应制备出室温固化的弹性体。探究了对苯二氯代醛肟的最佳用量,采用FTIR对弹性体进行了结构表征,利用TG、DSC、接触角和FSEM对弹性体表面性能进行了考察,对弹性体的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度进行了测试。结果表明:弹性体在8%~12%(对苯二氯代醛肟质量占LPB质量的百分数,下同)固化比例下,随着对苯二氯代醛肟用量的增加,弹性体的拉伸强度从0.21 MPa增加到0.45 MPa,断裂伸长率从83%减小到51%,模量从0.26 kPa增加到0.88 kPa,玻璃化转变温度(Tg)从-82.28℃降到-83.76℃。对苯二氯代醛肟用量为10%时,制备的弹性体的拉伸强度为0.35 MPa,断裂伸长率为53%,模量为0.66 kPa,邵氏硬度为34.6 Ha,T5%和T10%(弹性体失重5%和10%时所对应的温度)分别为234.85℃和330.46℃,弹性体与水的接触角达到112.11°。室温固化大大提高了弹性体的热稳定性和力学性能。     

乙烯基硅改性丙烯酸树脂水分散体的制备及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,以1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(DVMS)为改性剂,异丙醇(IPA)为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,制备丙烯酸树脂预聚体,加入三乙胺中和,加水自乳化制成一系列DVMS含量不同的改性丙烯酸树脂水分散体,进一步制备树脂膜。采用黏度计测试分散体黏度,采用FTIR、TGA、XPS、SEM、TEM对树脂膜材料进行了表征。测试了分散体的贮存稳定性、涂膜吸水率、光泽度等性能。结果表明,当DVMS加入量为6%(以聚合单体的总质量为基准,下同)时,涂膜性能最佳,贮存稳定性较好;涂膜的拉伸强度达到14.3MPa,断裂伸长率为324%;热失重分析表明,质量损失5%时分解温度(T5%)为283℃;涂膜温度为25～35℃时,涂膜的致密性优异,表现高光泽度,附着力为1级,硬度为2H。     

十八醇对TDI型聚氨酯弹性体耐热性能的影响

聚氨酯弹性体固化时添加微相分离促进剂十八醇,在不同温度下对聚氨酯弹性体热失重(TGA)、力学性能以及力学性能高温保持率进行分析。结果表明,加入十八醇增加了PU弹性体微相分离程度,提高了材料的耐热性能;加入十八醇的TDI型PU弹性体的初始热分解温度比未加十八醇的提高了12.6℃,20℃下加入十八醇的PU弹性体的力学性能比未加十八醇的PU弹性略差;80℃和100℃下,加入十八醇的TDI型弹性体力学性能要好于未加十八醇的,且PU弹性体的耐热性能提高。     

含硝酸酯螺压推进剂装药贮存性能评估研究

为得到含硝酸酯螺压推进剂装药在自然贮存过程中性能变化规律,对贮存于某库房(贮存温度–10～35℃,相对湿度≤85%)12年的装药进行了系统性能测试与研究。结果表明,推进剂药柱的药形尺寸、理化性能、化学安定性、内部质量、力学性能、燃速及感度等性能未发生明显变化,装药的内弹道性能略有降低,但满足技术要求,表明该装药使用寿命至少能达12年。     

生物基聚酰胺510弹性体的制备及表征

以生物基戊二胺和癸二酸为单体采用熔融缩聚制备全生物基聚酰胺510。以双端羧基的聚酰胺510作为硬段,聚乙二醇为软段,采用两步熔融缩聚法制备生物基聚酰胺510弹性体。采用核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱表征聚酰胺510弹性体的化学结构;通过差示扫描量热仪和热重分析仪测试聚酰胺510弹性体的热性能;利用万能试验机测试力学性能。结果表明,聚酰胺510弹性体的熔点、结晶温度、起始热分解温度、最大分解速率温度分别为210,163,395,452℃,低于聚酰胺510的217,177,410,456℃;在热学性能表征中,与聚酰胺510相比,聚酰胺510弹性体具有宽的加工窗口;在力学性能上,聚酰胺510弹性体的拉伸强度为42.7 MPa,低于聚酰胺510的拉伸强度60.3MPa,断裂伸长率为224%,高于聚酰胺510的172%,聚酰胺510弹性体的柔韧性要高于聚酰胺510;在流变性能分析中,聚酰胺510弹性体低于聚酰胺510的储能模量、损耗模量及复数黏度,这是因为聚乙二醇影响了聚酰胺510的晶型结构及晶型的完整性。     

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。