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。     

聚氨酯预聚体增容PLA/TPU复合材料的制备与性能

以聚乳酸(PLA)、热塑性聚氨酯(TPU)和聚氨酯预聚体(PUP)为原料,通过原位反应制备了一系列聚乳酸/热塑性聚氨酯(PLA/TPU)复合材料,并详细分析了PUP对PLA/TPU复合材料的反应原理、力学性能、断面形貌及结晶性能的影响。结果表明:随着PUP的加入,复合材料的拉伸样条出现明显的屈服和缩颈现象,当PUP含量为15%时,试样的断裂伸长率提升了382%,冲击强度是未加PUP试样的2. 1倍,拉伸强度轻微下降,另外,FTIR和SEM分析结果表明,PUP中NCO基团与PLA中末端羟基或羧基的反应显著改善了PLA和TPU共混物的相容性。结晶测试表明,PLA/TPU复合材料比纯PLA的结晶速率和晶体的完善程度都高。     

硬段对聚酯型聚氨酯弹性体微相分离的影响

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)、乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)和1,6-己二醇(HD)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、硬度与力学性能的研究,考察了不同扩链剂及不同硬段含量对TPU体系内部微相分离的影响。结果表明,HD-TPU与BDO-TPU微相分离情况相当,均大于EGTPU,且HD-TPU具有较好的结晶性能、拉伸强度及断裂伸长率;随TPU体系硬段含量增加,硬度和拉伸强度增加,断裂伸长率减小,相分离发生越早越快,结晶熔融温度越高,但相分离程度并不高。     

聚乳酸/聚氨酯共混物的力学行为与形态研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列聚乳酸(PLA)/热塑性聚氨酯(TPU)共混物,通过万能试验机、悬臂梁冲击试验机和动态力学分析仪对PLA/TPU共混物进行力学性能测试,并对不同拉伸状态下的试样和冲击断面分别进行扫描电子显微镜观察。结果表明,随着TPU含量的增加,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度显著增大,且储能模量降低,损耗模量升高,其拉伸断面呈现出液滴态一粗纤态一细纤态的演变;当TPU含量达到40%(质量分数,下同)时,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度分别比纯PLA增加了300%和13.5倍。     

IPDI/HDI型水性聚氨酯分散体的合成及性能研究

以脂肪族异氰酸酯[异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)]、聚醚(N-220)为主要原料,通过丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。探讨了n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)比例、后扩链剂用量和交联度等对WPU胶膜力学性能和耐溶剂(水和乙醇)性能的影响。结果表明:随着n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)比例的增加,WPU胶膜的拉伸强度提高,断裂伸长率、耐水性和耐乙醇性均下降;当n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)=0.25:1时,WPU胶膜的吸水率只有6%;随着后扩链剂用量或交联度的增加,WPU胶膜的拉伸强度提高、断裂伸长率下降。     

热塑性聚氨酯弹性体与乙华平橡胶共混物的性能

将聚酯型和聚醚型聚氨酯弹性体(TPU385E,TPU8685)分别与不同乙酸乙烯酯含量的乙华平橡胶(EVM400,EVM700)进行共混,考察了原料种类、共混比对共混物力学性能和耐磨性的影响。结果表明,随着TPU用量的增加,EVM/TPU共混物的拉伸强度、邵尔A硬度、100%定伸应力和300%定伸应力均提高,扯断伸长率下降;随着EVM用量的增加,EVM/TPU共混物的拉伸强度、邵尔A硬度、100%定伸应力和300%定伸应力均降低,扯断伸长率增大;随着TPU用量的增加,EVM/TPU共混物的耐磨性提高;TPU8685/EVM400共混物具有最大的拉伸强度,TPU385E/EVM700共混物具有最大的扯断伸长率,TPU8685/EVM700共混物具有最好的耐磨性;当2种TPU与EVM400质量比都为50/50时,TPU385E/EVM400的耐磨性最差。     

用于3D打印的热塑性聚氨酯弹性体

研究了用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的3种新型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的性能,并与传统的热塑性塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)和尼龙进行了对比。结果表明,在三种TPU中,Armadillo是最硬的,具有最佳的拉伸强度和耐磨性能;Ninji Flex是最柔软的,具有最大的拉断伸长率;Cheetah是有弹性的,具有最佳的韧性。     

MDI基热塑性聚酯型聚氨酯弹性体性能的研究

以4,4′-苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、1,4-丁二醇（BDO）为原料,采用一步法合成热塑性聚氨酯弹性体（TPU）。在n（—NCO）/n（—OH）（R值）恒定条件下,研究了PBA相对分子质量、BDO添加量与TPU性能关系,并由红外光谱、热重、X射线衍射分别表征了TPU的结构、热性能和结晶特性。研究发现：R值、BDO量和MDI量恒定时,PBA的相对分子质量越高,TPU的拉伸强度、断裂伸长率均呈增加趋势;R值恒定,以相对分子质量3 000的PBA为原料,TPU的拉伸强度、断裂伸长率均随BDO添加量的增加而增加;TPU的热分解温度高于300℃,结晶特性显著。     

PBT/TPU合金性能研究

采用熔融共混法制备了PBT/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)合金并研究了其性能。结果表明, TPU可以提高PBT的冲击强度,当TPU为15%时,合金的冲击强度增加到25.33 kJ·m~(-2),增加了2倍多,但使拉伸强度下降,当TPU为15%时,拉伸强度下降约17%。TPU对PBT有微弱的成核作用,但对PBT结晶度影响不大。     

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。     

热塑性聚氨酯弹性体粘合剂的制备及力学性能的研究

以环氧乙烷—四氢呋喃无规共聚醚(PET)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1,4-丁二醇(BD)为原料,采用预聚法(二步法)合成热塑性聚氨酯弹性体(TPU)粘合剂。确定预聚温度为700C,反应温度为1000C,以及预聚反应时间为1.5～2.0小时。通过调整硬段、软段含量对TPU的性质进行优化,获得用于含能材料的粘合剂。通过凝胶渗透色谱(GPC)分析和力学性能测试对所合成的TPU进行表征。测试结果表明,随着硬段含量的增加,TPU的拉伸强度不断增大,断裂伸长率则降低。当硬段含量在45%～55%时TPU的综合性能达到最佳。     

强拉伸场诱导PP/TPU复合材料纤维化结构的形成及性能研究

通过熔融共混的方法制备了聚丙烯/聚氨酯(PP/TPU)复合材料，TPU在PP/TPU复合材料中呈现“海-岛”结构分布，导致复合材料具有较低的力学强度。通过施加强拉伸场，PP/TPU复合材料的相对结晶度显著提高，并且随着拉伸比的增加，复合材料的结晶度和取向度逐渐增加；此外，通过在PP/TPU复合材料中增容剂的引入，显著改善了TPU在PP基体中的分散性。在较高拉伸比下，PP/TPU复合材料内部能够形成纤维化结构，使PP材料的拉伸强度从约30 MPa(DR=1)提高到了约320 MPa(DR=8),提高幅度约966%。相比于口模拉伸的纯PP材料，TPU和增容剂的引入能够使口模拉伸的复合材料在具有较高拉伸强度的同时，具有较好地韧性。因此，通过协同调控口模拉伸成型强拉伸场和增容剂，可以获得同时增强增韧的PP复合材料，为PP的改性提供了一种新的方法。     

热塑性聚氨酯模压成型工艺优化

以热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用模压成型工艺制备了TPU薄膜,探究了工艺参数(压制温度、压制时间、保压压力、冷却速率)对TPU薄膜外观形貌、厚度和拉伸性能的影响.结果表明,若压制温度过高或压制时间过长,容易使TPU热分解,导致TPU薄膜产生气泡;压制温度较低或压制时间较短,则容易造成TPU薄膜厚度偏高.TPU薄膜的...     

PDA/MDI/BDO型阻燃TPU的制备及性能研究

以聚己二酸二乙二醇酯(PDA)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)作为阻燃剂,通过一步法制备了一系列阻燃剂含量不同的PDA/MDI/BDO型阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。利用氧指数测定仪、垂直燃烧测试仪、扫描电子显微镜(SEM)、邵氏硬度计、拉力测试机、热重分析仪(TGA)等研究了阻燃剂BDP的含量对TPU阻燃性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明:随着阻燃剂BDP含量的增加,阻燃TPU的氧指数和UL 94阻燃等级都随之提高,而拉伸强度和100%定伸模量则先增大后减小。特别地,当阻燃剂BDP含量为9%时,阻燃TPU的综合性能达到最佳,其氧指数达到26%,UL 94阻燃等级达到V-1级,邵A硬度为89.2 HA,拉伸强度为9.9 MPa,100%定伸模量为8.5 MPa,初始分解温度达到326℃。     

聚醚型与聚酯型聚氨酯弹性体的性能研究

使用聚乙二醇(PEG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、聚己内酯(PCL)和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成了聚醚多元醇型和聚酯多元醇型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了各种TPU中异氰酸酯指数(R0)、硬段浓度(Ch)、聚醚和聚酯的种类、摩尔质量及原料用量等对弹性体力学性能的影响;并且使用双酚A型环氧树脂NPEL-127改性了弹性体的耐热性。研究结果表明:TPU的硬度随着R0和Ch的增加而增加;聚醚型TPU中,随着软段中柔性链的增加,TPU的硬度下降而力学性能提高;聚酯型TPU中,随着聚酯和聚酯二元醇摩尔质量的提高,TPU的硬度和力学性能均有提高;聚酯型TPU的力学性能优于聚醚型TPU;环氧树脂改性使得聚醚型TPU耐热性提高。     

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。     

油墨用热塑性聚氨酯弹性体的研制

使用不结晶型的聚酯多元醇、扩链剂和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,通过一步法反应制备出具有耐黄变、高光泽度、对低表面能材质有较高粘接强度的油墨用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了聚酯多元醇、扩链剂种类和用量、催化剂种类和R值[n(-NCO)/n(-OH)]对TPU性能的影响,并对各种材质的粘接强度进行了测试。实验结果表明,当采用平均相对分子质量为1 500～2 000的自制聚酯多元醇、以氯化亚锡为催化剂、1,4-环己二甲醇(CHDM)为扩链剂且n(CHDM)∶n(聚酯多元醇)=0.5∶1、R=1.00～1.01时,制得的TPU对PET、PP和PE等低表面能材质具有良好的粘接性能。     

硬段含量对聚酯型水性聚氨酯的影响

以聚已二酸新戊二醇酯二醇(PNA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯乳液.采用傅里叶红外光谱对水性聚氨酯的结构进行表征,并考察了不同DMPA含量、不同IPDI与PNA配比对乳液粒径及涂膜吸水率、机械力学性能、耐热性的影响.结果表明,提高DMPA含量使乳液粒径逐渐减小,增大异氰酸酯与多元醇物质的量比n(-NCO)/n(-OH)使乳液粒径增加;DMPA含量或n(-NCO)/n(-OH)的提高,均能提高涂膜的拉伸强度,但涂膜的断裂伸长率降低且吸水率增加.热重分析表明n(-NCO)/n(-OH)比例的增加使涂膜的耐热性降低.     

聚乳酸/聚己内酯型聚氨酯弹性体共混物形态与性能研究

采用性能优良的聚己内酯型聚氨酯弹性体(TPU)与聚乳酸(PLA)熔融共混,以增韧PLA。考察了共混物的力学性能、动态流变性能和相形态。结果表明:TPU显著改善了PLA的韧性,质量分数为30%的TPU可使共混物的断裂伸长率提高到602.5%,常温冲击测试无法将缺口冲击样条冲断;共混物的Cole-Cole曲线显示,随着TPU用量的增加,TPU在PLA中的分布均匀性降低,储能模量-频率曲线偏离典型末端行为;TPU在PLA基体中呈小球状分散,当其质量分数为30%时,TPU液滴间出现以"丝"状物相连接现象,揭示了共混物韧性提高的原因。     

硬段含量对MDI型热塑性聚氨酯性能的影响

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯(TPU),利用FTIR、DSC及力学性能测试等手段探究了硬段含量对TP U性能的影响.结果表明,硬段含量增加,TP U的氢键化程度、玻璃化转变温度、硬段熔融温度、拉伸强度、撕裂强度、硬...