聚碳酸酯聚氨酯弹性体的合成与性能研究

采用了聚碳酸1，4－丁二醇酯（PBC）、聚碳酸1，6－己二醇酯（PHC）和聚碳酸1，5－戊二醇－1，6－己二醇酯（PHPC，其中己二醇链节与戊二醇链节之比为3：2）软段，4，4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯／1，4－丁二醇（MDI／BDO）为硬段（其质量含量为40％）合成出了一系列的聚碳酸酯聚氨酯（PCU）弹性体。其拉伸强度约为40MPa-60MPa，断裂伸长率为300％－400％。研究了软段结构、软段分子量对PCU力学性能、微相分离结构的影响。结果表明，软段分子量越大，微相分离程度越大。软段为PHPC的聚氨酯回弹性能明显优于软段为PBC和PHC的聚氨酯。     

聚氨酯弹性体分子结构对阻尼及力学性能的影响

为获得深水环境用减振降噪聚氨酯弹性体(PUE),选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)和三乙醇胺(TEA)为原材料浇注制备了PUE,探究硬段含量、R值和合成方法对PUE阻尼性能和压缩模量的影响。结果表明：随着硬段含量的增加,PUE的tanδ峰值减小,压缩模量增强;随着R值的增加,T_g增大,压缩模量先增大后降低,R=2时达到峰值。预聚体法和一步法对合成出PUE的tanδ的影响较小,但预聚体法合成PUE的压缩模量明显优于一步法。增加分子链刚度、氢键化程度和硬段微区分布均匀程度可以有效提升PUE的压缩模量,但会导致阻尼性能下降。     

硬段含量对聚酯型温敏聚氨酯弹性体性能的影响

选用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系,采用预聚体法合成不同硬段含量的温敏聚氨酯弹性体(CPU).研究了硬段含量对聚氨酯弹性体常温及变温力学性能、热性能、动态性能以及形变温敏性能的影响.结果表明:当硬段含量为62％时,材料的拉伸强度、撕裂强度最高,扯断伸长率最低;当硬段含量为63.5％时,硬度、玻璃化转变温度最高;拉伸强度随温度的升高而降低,扯断伸长率随温度的升高先增加后减小,且在玻璃化转变温度附近达到最大.硬段含量为62％时,CPU的综合性能较为优异,且具有典型的形变温敏性能,随着外界力的变化,聚氨酯弹性体的形变固定率变化并不是特别明显,而形变回复率因此下降.     

聚氨酯弹性体及其微相分离

聚氨酯弹性体是一类重要的热塑性弹性体，微相分离结构能显著影响其性能，介绍了聚氨酯弹性体微相分离的影响因素，研究手段和表征方法，可以采用加入微相分离促进剂和离子化的方法来改善聚氨酯弹性体的微相分离，提高其物理性能，聚氨酯弹性体在复合固体推进剂中有着广泛的应用前景，控制适当的微相分离程度可以显著改善和提高推进剂的力学性能。     

聚氨酯弹性体的结构与力学性能

室温催化合成了一系列不同结构的聚氨酯弹性体，研究了软硬链段的化学结构对聚氨酯弹性体形态结构和力学性能的影响规律，结果表明，由MDI合成的PU弹性体的力学性能和阻尼性能优于相应的由TDI合成的PU弹性体，对称结构的MDI易规整排列，提高了力学强度，软硬链段之间的相容性和较强的相互作用有利于提高弹性体的力学性能。     

N100基聚氨酯弹性体粘合剂的合成及表征

采用傅立叶变换红外光谱技术和力学性能测试技术对P(E-CO-T)-N100体系的预固化反应动力学及其在交联改性双基推进剂粘合剂体系中的应用进行了研究.结果显示,P(E-CO-T)-N100体系的预聚反应时间是180min,同时获得了预聚率与预聚时间的关系,预聚180min后,-NCO的转化率为80%.根据"相似相溶"原理,预聚物与推进剂的主要组分NG、DEGDN和NC的溶度参数差△δ均＜2,说明P(E-CO-T)-N100预聚物具有良好的相溶性.P(E-CO-T)-N100预聚物的加入使粘合剂体系的交联密度从1.03×10-5提高到了2.17×10-5.常温下的力学性能数据显示,P(E-CO-T)-N100预聚物上的活性-NCO与NC上的-OH进行了交联,使粘合剂体系的延伸率达到191.7%,提高了74%.     

不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体的形态结构研究

用端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ,Ｍｎ＝２１６０,ｆｎ＝２．０）作为软段,甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）,不同结构的二醇扩链剂为硬段,采用溶液二步法合成了不同硬段结构的聚丁二烯聚氨酯弹性体,用ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＷＡＸＤ、ＳＡＸＡ、ＤＳＣ对聚合物进行了表征,表明,聚合物具有微相分离的结构特征,不同的溶剂对聚合物的形态有较大的影响。烷基扩链剂的链长对聚合物的结晶无影响,而缩二醇扩链剂的链长对聚合物的结晶有较大的影响     

硬段类型和含量对嵌段聚氨酯脲性能的影响

以聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,分别采用4种二胺扩链剂和3种二异氰酸酯为硬段,通过预聚体法合成了一系列不同硬段结构和含量的聚氨酯脲弹性体,并采用红外光谱、热失重分析、差示扫描量热和拉伸测试等手段,研究了硬段类型及含量对聚氨酯脲性能的影响。结果表明,在软段结构一致,硬段含量接近的情况下,兼具柔性和刚性的硬段有助于提升聚氨酯脲的力学性能、热学性能和微相分离程度。几种二胺扩链剂和二异氰酸酯中,由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)构成的硬段性能最佳;在软、硬段结构一致的情况下,硬段含量对聚氨酯脲性能影响明显。随着硬段含量增加,聚氨酯脲的拉伸强度、微相分离程度先增大后减小,5%热失重温度和断裂伸长率逐渐下降。当PEPA/MDI/ODA摩尔比为1∶0.5∶0.5(硬段含量31.7%),聚氨酯脲拉伸强度达51.5 MPa,断裂伸长率为709%,5%热失重温度为282.7℃,性能最佳。     

两亲聚氨酯弹性体(APU)的研究Ⅳ.嵌段型APU表征及透湿性能

讨论以聚乙二醇为亲水软段，聚已二酸乙二酯为疏 软段的嵌段型ＡＰＵ（ＢＡＰＵ）的结构表征及其透湿性能，用调制温度示差扫描量热分析方法研究了ＢＡＰＵ的玻璃化转变，发现具有混合软段ＢＡＰＵ的玻璃化转变温度和热容增量均介于纯亲水和纯疏水性软段ＢＡＰＵ的相应值之间，透湿性能测定证明，ＢＡＰＵ的透湿系数随其亲水性及交联密度显著变化。     

自修复聚氨酯弹性体的制备及性能研究

目的对自修复聚氨酯弹性体的制备工艺及性能进行综述,为制备高修复效率的聚合物提供指导,并指出其未来的发展趋势。方法从聚氨酯弹性体的修复机理出发,收集并分析自修复聚氨酯弹性体的最新研究进展,总结典型自修复聚氨酯弹性体的制备工艺和性能指标;根据修复机理进行分类,对近年来本征型(Diels-Alder反应、Disulfide键、氢键等)和外援型(微胶囊化)自修复聚氨酯弹性体的制备和性能进行综述,并讨论自修复聚氨酯弹性体的修复效率。结论虽然基于不同动态键的自修复聚氨酯弹性体取得了一定的发展,但开发高修复效率的材料仍然是一个巨大的挑战。总结了提高自修复聚氨酯弹性体力学性能的途径,为实现修复性能与力学性能的平衡提供了指导。     

BAPP型聚酰亚胺的合成及表征

以二苯醚四甲酸二酐(OPDA)为二酐单体,2,2-双[4(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺单体,采用两步法制备了一种新型的聚酰亚胺。探讨了反应时间对聚酰胺酸特性黏度的影响,当反应时间为15 h左右时,所得到的聚酰胺酸的特性黏度达到了1.32 g/dL。采用FT-IR和DSC对聚酰胺酸和聚酰亚胺进行了表征,发现聚酰亚胺具有比较低的玻璃化转变温度,为226℃。对产物的力学性能测试结果表明,这种新型聚酰亚胺具有一定的塑性行为,其断裂伸长为29%。     

交联对聚氨酯脲弹性体的结构与性能影响

化学交联键的存在使得极性基团间的氢键化作用减弱,氢键化的NH吸收位置（3280cm^-1）向高波数（3290cm^-1）方向移动,羰基区内完全有序的氨酯羰基（1693cm。）吸收谱带观察不到,脲羰基吸收谱带（1643cm^-1）变得较弱。交联点越多,回弹性越小,压缩生热越大。交联PUU弹性体的硬度在同温度下高于线性PUU的硬度。随着温度的升高,交联PUU的回弹性增加速度高于线性PUU的增加速度,交联PUU的硬度减少速度高于线性PUU的减少速度。     

碳酸乙二酯与二醇反应制备聚碳酸酯二元醇

以碳酸乙二酯、1,4-丁二醇和1,6-己二醇为原料,醋酸锌、硝酸锌为催化剂,考察了反应温度、反应时间等条件对碳酸乙二酯与二元醇反应的影响,制备出结构规整的以β-羟乙基、ω-羟烷氧基为端基的聚碳酸酯二元醇。产物经核磁共振波谱表征,1,4-丁二醇反应的聚碳酸酯二元醇的数均分子量为300-560,产物中由脱羰基反应形成的醚键链段含量可小于3%,1,6-己二醇反应的聚碳酸酯二元醇的数均分子量为700-980,产物中醚键链段含量可降低至0.24%。最后探讨了碳酸乙二酯与二元醇的反应机理。     

Synthesis and Characterization of Highly Deformable Multilayer Magnetoactive Elastomers with Magnetically Soft Particles

Herein, a new highly deformable magnetoactive elastomeric material is developed. The elastomer is composed of a silicon-based matrix and soft-magnetic Fe microparticles. It presents a nonuniform multilayer internal structure, with highest particle concentration in one-half of the thickness. These elastomers are produced in sheet and tubular formats, wherein multilayer distribution of the components is achieved by the gravitational and centrifugal force respectively. The study of the rheological properties shows a high change in the dynamic modulus of the elastomer in the presence of magnetic field, which is representative of a high magnetorheological effect. Regarding the deformability of the elastomer, to monitor the displacements and curvatures generated under the action of a magnetic field, an optical, noninvasive, and magnetic field-insensitive system based on 3D stereoscopic technique is employed. Using this method, the digitization of the upper curved surface of the elastomer as a function of the applied magnetic field is obtained. From the digitized surfaces, the deformation of the material in response to a magnetic field is calculated, reaching deformations up to 23.7% at 207 kA m⁻¹. Moreover, the deformation level is linearly variable and controllable by the strength of the applied magnetic field, allowing dynamic deformation of the material.     

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。     

磁流变弹性体的研究现状及工程应用

磁流变弹性体是一种新型磁流变材料,其特点是流变性能可控可逆、响应时间非常短,而且稳定性好、结构设计简单,因而在智能化减振降噪、电磁传感器和主动控制等领域具有广阔的应用前景。系统介绍了国内外磁流变弹性体的研究现状,包括磁流变弹性体的力学模型、磁致力学性能及影响因素和工程应用,并提出了今后应深入研究的几个问题。     

聚碳酸酯反复加工稳定性与结构的关系

通过对4种分别采用光气法和熔融酯交换法生产的、具有代表性的国产和进口聚碳酸酯(PC)的物理力学性能及反复加工后的性能稳定性进行了研究。发现不同聚碳酸酯(PC)原料本身的拉伸强度、断裂伸长率、屈服应力、冲击强度和熔体流动速率并无明显差异,但4种牌号PC的反复加工稳定性差异显著。通过凝胶渗透色谱和核磁共振碳谱对不同PC的分子结构和相对分子质量及其分布进行了表征分析,结合Instron万能材料试验机等的测试结果,首次发现,当相对分子质量相近的PC中小分子链/大分子链所占比例越高、分子链"离散性"越大,其反复加工后物理力学性能的稳定性也越差;PC中的支化链和芳基酮含量越高其反复加工稳定性也越差;熔融酯交换法生产的PC中因Fries重排而存在支化链和芳基酮结构,光气法PC中未检测到支化链和芳基酮。     

Optimization Techniques for Improving the Performance of Silicone‐Based Dielectric Elastomers

Dielectric elastomers are possible candidates for realizing products that are in high demand by society, such as soft robotics and prosthetics, tactile displays, and smart wearables. Diverse and advanced products based on dielectric elastomers are available; however, no elastomer has proven ideal for all types of products. Silicone elastomers, though, are the most promising type of elastomer when viewed from a reliability perspective, since in normal conditions they do not undergo any chemical degradation or mechanical ageing/relaxation. Within this review, different pathways for improving the electro‐mechanical performance of dielectric elastomers are highlighted. Various optimization methods for improved energy transduction are investigated and discussed, with special emphasis placed on the promise each method holds. The compositing and blending of elastomers are shown to be simple, versatile methods that can solve a number of optimization issues. More complicated methods, involving chemical modification of the silicone backbone as well as controlling the network structure for improved mechanical properties, are shown to solve yet more issues. From the analysis, it is obvious that there is not a single optimization technique that will lead to the universal optimization of dielectric elastomer films, though each method may lead to elastomers with certain features, and thus certain potentials.