硬段微区结构与聚氨酯脲弹性体力学性能及耐热性的相关性

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、混合异氰酸酯(n(TDI)∶n(MDI)=1∶1)分别为硬段,采用预聚体法合成了一系列不同硬段微区结构的聚氨酯脲弹性体,并通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热以及力学表征等方法,研究了不同硬段微区结构与聚氨酯脲(PUU)体系内部微相分离、热稳定性及力学性能的相关性。结果表明,TDI型聚氨酯脲的NH官能团伸缩振动谱带出现在较低位置(3270cm~(-1)),MDI型NH官能团伸缩振动谱带出现在相对较高的位置(3285cm~(-1)),前者的T_g(-57.6℃)低于后者T_g(-49.5℃),而初始降解温度前者(294℃)高于后者(268℃),混合型的均位于两者之间。因此,TDI型PUU表现出较高的微相分离程度和硬段微区有序度,而MDI型微相混合程度较高、且微相混合程度有助于力学性能的改善。随着温度的升高,PUU内部氢键化NH官能团伸缩振动吸收强度逐渐减弱,谱带吸收位置由低波数向高波数移动,力学性能逐渐下降,当温度处于70℃左右时,其波数出现轻微的突越,力学性能也表现出较快的下降趋势。     

用非等温差示扫描量热法研究单甲基丙烯酸锌增强氢化丁腈橡胶的硫化反应动力学

以单甲基丙烯酸锌(HZMMA)和炭黑并用为增强剂,过氧化二异丙苯(DCP)为硫化剂,制备了HZMMA增强氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料,采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了不同升温速率下的硫化反应动力学,拟合了硫化动力学参数,确定了最佳硫化条件,考察了硫化条件对HZMMA增强HNBR复合材料物理机械性能的影响。结果表明,HZMMA增强HNBR体系的硫化反应级数为0.95,表观活化能为123.59 kJ/mol,最佳硫化反应温度和时间分别为165℃、17 min,在此硫化条件下制得的HZMMA增强HNBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力、扯断伸长率及永久变形可分别达到27.6 MPa、17.8MPa、160%、2.5%。     

用以合成高剥离型天然橡胶复合材料有机蒙脱土的制备及应用

合成出一种端羟基阳离子水性聚氨酯树脂,采用超声波助混技术将其插层到蒙脱土中,通过阳离子交换制备出含有端羟基高剥离度的有机蒙脱土(HOMMT),并将HOMMT应用到天然橡胶(NR)复合材料中,研究其对天然橡胶复合材料力学性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)、透射电镜等检测手段分别对HOMMT结构性能进行分析表征,并用材料拉伸机、阿克隆磨耗机测试HOMMT/天然橡胶复合材料的力学性能。XRD结果表明,改性后的蒙脱土层间距由原来的1.21 nm增加到6.29 nm。FT-IR和TGA表明端羟基阳离子水性聚氨酯树脂大分子链插层于蒙脱土层间。加入剥离型有机蒙脱土后,由于层状硅酸盐纳米粒子的存在,NR复合材料的力学性能得到提高,耐磨性提高约14%。     

离子聚合物邻接交联端羟基丁腈橡胶/聚醚基聚氨酯弹性体的制备与性能（英文）

以端羟基丁腈橡胶和聚醚二醇、甲苯二异氰酸酯为原料制备出预聚体,加入混合扩链剂氢氧化甲基丙烯酸锌盐、二甲硫基甲苯二胺和过氧化二异丙苯,在聚氨酯固化过程中氢氧化甲基丙烯酸锌盐在过氧化二异丙苯的引发下发生自由基聚合形成离子聚合物,同时离子聚合物自由基活性链与聚氨酯软段结构中的不饱和双键反应形成交联,制备了离子聚合物邻接交联型聚氨酯弹性体。研究了离子聚合物对聚氨酯氢键化作用和高温力学性能的影响。结果表明,随温度升高聚氨酯氢键化NH官能团的伸缩振动谱带逐渐向高波数方向移动,离子聚合物邻接交联型聚氨酯的氢键化作用破坏较慢,复合材料的高温拉伸强度保持率相对较高。     

聚合物包覆型纳米片层粒子对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响

制备了一系列不同量的剥离型有机蒙脱土(OMMT)与氢化丁腈橡胶(HNBR)复合的纳米材料,探究了OMMT的含量对HNBR复合材料力学、热力学性能的影响。采用广角X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析、傅里叶变换红外光谱、透射电镜对OMMT的结构与性能进行了表征。并对HNBR/OMMT复合材料的结构与性能进行了分析。XRD结果表明OMMT是完全剥离且由聚氨酯大分子链包覆的纳米片层粒子;DSC结果证明OMMT中的活性双键能发生反应。加入单片层OMMT后,HNBR纳米复合材料的力学性能、热力学性能以及动态性能都有所提高。且3phr的OMMT能使复合材料的耐磨性提高了24.7%,硬度、拉伸强度、撕裂强度等达到最大值。     

芳纶浆粕/单甲基丙烯酸锌/炭黑并用增强氢化丁腈橡胶复合材料的高温力学性能

将芳纶浆粕用炭黑隔离预处理后,与单甲基丙烯酸锌和炭黑共同作为增强剂制备了氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料。扫描电镜分析结果表明,经预处理的芳纶浆粕表面包裹着一层炭黑粒子且在橡胶基质中均匀分散。力学性能测试结果表明,芳纶浆粕的加入使得HNBR复合材料的硬度和扯断永久变形增大、扯断伸长率下降;温度升至70℃后复合材料的强度和扯断伸长率均大幅下降,5份(质量)以上用量的芳纶浆粕会明显提高复合材料的强度,且在高温下强度下降的趋势减缓。热重和差示扫描量热分析结果表明,随芳纶浆粕用量的增加,HNBR复合材料的玻璃化转变温度和耐热性能均先降低后升高。芳纶浆粕的加入使得HNBR复合材料的弹性降低、刚性增强,因此其用量不宜过多。