HTBN/PTMG双软段聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈共聚物(HTBN)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为扩连剂,采用浇铸法制备了聚氨酯弹性体。研究了聚氨酯预聚体中NCO含量、HTBN/PTMG质量比、PTMG相对分子质量和改变扩链剂用量以及热处理时间对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,低相对分子质量PTMG和高热处理温度有利于提高聚氨酯弹性体的力学性能,当聚氨酯预聚体中HTBN/PTMG的质量比为50∶50、NCO质量分数为5.98%、NCO/NH2摩尔比为1.20、115℃下热处理2 h时,聚氨酯弹性体的力学性能最佳。     

HTPB/PTMG/MDI型聚氨酯/分子筛复合材料的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)/端羟基聚丁二烯醚(HTPB)混合二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、丁二醇和分子筛为原料,采用浇注法制备了聚氨酯弹性体/分子筛复合材料。考察了HTPB/PTMG摩尔比、分子筛用量对复合材料的影响。结果表明,当HTPB/PTMG摩尔比为2/3、分子筛质量分数为5%时,复合材料的力学性能及耐热水性能最佳。     

HTPB与PTMG双软段嵌段聚氨酯脲的合成与性质

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)与不同相对分子质量的端羟基聚丁二烯(HTPB)反应制得异氰酸酯封端的预聚体,再与端芳氨基聚四氢呋喃醚(ATPTMG)反应,得透明的聚氨酯脲弹性体(PUA),采用红外光谱(FTIR)、动态力学 (DMA)、热失重分析(TGA)和力学性能测定对弹性体的结构和性能进行了分析.结果表明,ATPTMG的反应速度依次为对位(p)>邻位(o)>间位(m),HTPB和PTMG两种不相容的聚醚以强迫相容的作用形成嵌段结构,与纯聚脲相比,HTPB和PTMG双软段聚氨酯脲弹性体具有良好的耐热性.     

PTMG/PPG基CPU的相分离及力学性能研究

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)及两者共混物(PTMG/PPG)作为软段,以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)作为硬段,采用预聚体法,制备了5种不同PTMG/PPG配比的浇注型聚氨酯弹性体(CPU)。研究了PTMG/PPG不同的配比对CPU的力学性能和微观相分离的影响。结果表明,纯PTMG型聚氨酯力学性能优于纯PPG型聚氨酯性能,随着PPG在混合聚醚多元醇的比例增加,所形成的CPU的力学性能出现一定程度的下降。纯PTMG型聚氨酯的玻璃化转变温度(Tg)低于纯PPG型聚氨酯的Tg,随着PPG在混合聚醚中的配比增加,所合成相应的聚氨酯弹性体的Tg移向高温区,微观相分离程度减小。     

减震降噪用聚氨酯弹性体材料的性能

在预聚中间体组分为聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)/4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(其NCO的质量分数为15％～ 20％)、扩链剂组分为PTMG/1,4-丁二醇(BDO)的条件下,采用半预聚体法,通过调节PTMG/BDO的平均分子量,合成出一系列邵尔A硬度为60～ 85的聚醚型聚氨酯弹性体,对其力学性能、耐水性以及动态力学性能进行了研究,并与同硬度的橡胶材料进行了比较.结果表明,随着PTMG/BDO平均分子量的逐渐减小,聚氨酯弹性体的邵尔A硬度、拉伸强度、定伸应力和撕裂强度逐渐提高,扯断伸长率逐渐降低,回弹性变化较小.所合成的聚氨酯弹性体使用的频率范围较橡胶材料宽,随频率变化的动态力学性能优于橡胶,且具有很好的耐水性.在频率为0.1～100.0 Hz时,无论是拉伸模式还是压缩模式,邵尔A硬度为70 ～80的聚氨酯弹性体均表现出很好的动态力学性能;在拉伸温度为35-160℃时,邵尔A硬度为70～85的聚氨酯弹性体动态力学性能好,使用温度范围较宽.     

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。     

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。     

基于四氢呋喃聚醚聚氨酯弹性体力学性能的研究

以四氢呋喃聚醚（PTMG）、二异氰酸酯（TDI、或MDI）和扩链剂（MOCA、或BDO）为原料,制备了浇注型和热塑型聚氨酯弹性体。研究了预聚体的NCO基质量份、PTMG的分子量和硬段质量份数对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：PU弹性体的硬度和模量随NCO含量和硬段质量份数增加而增加。逐渐提高PTMG的分子量,PU弹性 的拉伸强度降低,而拉断伸长率增加。2000分子量的PTMG－PU弹性体的冲击弹性比1000分子量的PTMG－PU好。     

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。     

端羟基聚丁二烯/聚己内酯型聚氨酯弹性体的研究

采用预聚法合成了以端羟基聚丁二烯(HTPB)和聚己内酯二醇(CAPA2200)为软段、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和3,5-二甲硫基甲苯二胺(DADMT)为硬段的聚氨酯弹性体。研究了预聚体中HTPB与CAPA2200的质量比、NCO含量、扩链系数等因素对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,当NCO质量分数为3.8%、HTPB与CAPA2200质量比为25∶75、扩链系数为0.90时,弹性体的生热较小,综合性能较好。     

E-300扩链聚氨酯弹性体的力学性能研究

以多元醇(PEA，PPG，PTMG)，PDI，E-300为原料，制备了PU弹性体。研究了多元醇类型，NCO基含量，扩链剂用量和硫化时间等因素对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：拉伸强度、拉断伸长率和冲击弹性最高的分别是PEA-PU，PPG-PU和PTMG-PU；PU的硬度、强度和模量随预聚体NCO基含量增加而增加；扩链剂的用量为90％时，PU的力学性能最佳。     

1,3-丁二醇对PTMG/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

以纯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）MDI-100、液化MDI（C-MDI）、MDI-50和四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与KD和KC扩链剂制备PU弹性体。研究了1,3-BDO含量、异氰酸酯类型、预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高1,3-BDO含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高预聚体NCO基含量可使弹性体的硬度、300%定伸应力和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;软段相对分子质量为1000时,PU弹性体的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均增加;软段相对分子质量为1800以上,拉断伸长率和冲击弹性增加。     

羟丁／聚酯并用型聚氨酯弹性体的研究

本文通过端羟基聚了二烯（ＨＴＰＢ）与聚已二酸乙二醇丙二醇酯二醇并用与甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）、扩链剂２，４（或２，６）─二氨基－３，５－二甲硫基甲苯／Ｎ，Ｎ＇─双（２─羟丙基）苯胺、催化剂制备聚氨酯弹性体，研究了多元醇并用比、扩链剂并用比、制备方法等对弹性体的力学性能、动态生热性的影响，并观察了弹性体的微观结构。     

不同多元醇聚氨酯弹性体宏观性能的研究

以聚四氢呋喃多元醇（PTMG）、聚己内酯多元醇（PCL）、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基聚醚多元醇等为主要原料制备了4种聚氨酯（PU）弹性体。采用电子万能试验机、动态力学热分析仪、差示扫描量热仪以及扩展流变仪等设备分析了不同相对分子质量的PTMG和PCL对PU弹性体的力学性能、热性能以及流变性能的影响。结果表明,PCL类PU弹性体的拉伸强度、硬度、平台区弹性模量、软段玻璃化转变温度以及反应体系的表观黏度都偏高,而PTMG类PU弹性体的滞后损失偏高;同一种类多元醇的PU弹性体的各项性能也因相对分子质量的不同而有差异。     

软段对IPDI基透明聚氨酯弹性体微相结构与性能的影响

采用不同结构的软段、扩链剂l,4-丁二醇和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了透明聚氨酯弹性体。研究了软段结构变化对聚氨酯弹性体的微相结构、力学性能、热稳定性及光学透明性的影响。结果表明,相对分子质量高的软段比相对分子质量低的软段更易结晶,耐低温性能更好;与聚氧四亚甲基二醇(PTMG)相比,聚酯型聚己二酸丁二醇酯二醇(PBAG)更易结晶。结晶尺寸在纳米级,材料的透明性可达85％以上。软段含量增加对软段区的结晶影响较小,但力学性能下降明显。混合多元醇的加入进一步提高了聚氨酯弹性体的微相分离程度,有利于软段结晶,在宏观上表现为拉伸强度和弹性模量明显增加。     

丁羟型聚氨酯弹性体力学性能研究

研究了以不同分子质量的丁羟（HTPB）、二异氰酸酯和固化剂为主要原料制备的PU弹性体的力学性能。结果表明,PU弹性体的力学性能随丁羟相对分子质量的增大而提高;R（n-NCO／n-OH）值达到8时,PU的力学性能最佳;用4种固化剂固化PU弹性体,结果表明复配的固化剂固化的PU弹性体力学性能最好;固化温度越高、时间越长,PU弹性体的力学性能越好。     

CaCO3填充型聚丁二烯聚氨酯弹性体的研究

以端羟基聚丁二烯、液化改性二异氰酸(MDI)为原料，用或不用丁二醇作扩链剂，加入CaCO3，用机械搅拌或超声分散法合成填充型聚丁二烯聚氮酯(HTPB-PU)弹性体。并对填充型HTPB-PU弹性体的力学性能、热性能以及水解性能进行了研究，同时用扫描电镜研究了弹性体的应力断裂的断口形态。结果发现，随填料加入量的增多，弹性体的强度增大；填料加入量相同时，纳米CaCO3填充型HTPB-PU弹性体的力学性能和抗水解性能均优于普通CaCO3填充型；采用超声波分散相同时，HTPB-PU弹性体中的CaCO3分散得比采用机械搅拌分散时均匀得多；弹性体中存在明显的两相分离。     

纳米蒙脱土-脂肪族聚氨酯弹性体的合成与制备

采用聚四氢呋喃醚（PTMG1000）为软段,4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMD1）、异佛尔酮二异氰酸酯（1PD1）为硬段,层间距分别为1．95nm和2．40nm的2种有机蒙脱土,以插层聚合法制备出不同硬段含量和有机蒙脱土含量的纳米蒙脱土．脂肪族聚氨酯弹性体,并研究了硬段含量、有机蒙脱土含量、二异氰酸酯和有机蒙脱土种类对脂肪族聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,硬段含量对材料力学性能影响最大,其次是有机蒙脱土含量。当硬段质量分数达40％时,拉伸强度最高达14．06MPa;有机蒙脱土少量加入可有效提高材料的撕裂强度和断裂伸长率。以HMD1、PTMG1000和MMT2为原料,硬段质量分数为40％时,所合成的纳米蒙脱土-脂肪族聚氨酯弹性体具有较好的力学性能。     

低不饱和度聚醚PU弹性体力学性能的研究

研究了以不同相对分子质量的低不饱和度聚醚多元醇、二异氰酸酯(MDI.TDI)和扩链剂(1．4-BDO．MOCA)为原料制备PU弹性体的力学性能。结果表明：PU弹性体的硬度、拉伸强度和撕裂强度随NCO基含量增加而提高。逐渐提高聚醚的相对分子质量，PU的拉伸强度和撕裂强度下降,冲击弹性提高。相对分子质量为2000的TDB-PU比相同相对分子质量PPG-PU的综合力学性能要好。