聚氨酯弹性体结构对阻尼性能及力学性能的影响

以不同相对分子质量的聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段,不同异构体的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI),以及扩链剂新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用预聚法合成了聚氨酯弹性体,并对其损耗因子(tanδ)与力学性能进行了测试。结果表明:随着4,4’-MDI含量的增加,聚氨酯弹性体的tanδ曲线峰高降低,即阻尼性能下降,力学性能提高;随着2,4-TDI含量的增加,阻尼性能提高,力学性能降低;扩链剂TMP含量增加,tanδ峰向高温方向移动;扩链剂NPG含量增加,阻尼性能提高;软段相对分子质量增大,tanδ峰向低温移动,PPG相对分子质量从400增加到2 000时,tanδ峰的位置从80℃变化到-20℃左右。     

硬段含量对混炼型聚氨酯弹性体性能的影响

由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚己内酯二醇(PCL)制备出不同硬段含量的混炼型聚氨酯弹性体(MPU),采用红外光谱、示差扫描量热分析、动态力学分析及力学性能测试等研究了硬段含量对MPU性能的影响.结果表明,随着硬段含量的增加,MPU的玻璃化转变温度升高,耐低温性能变差.硬段含量越高,材料的损耗因子越大,阻尼性能越好...     

高强度浇注聚酯型聚氨酯阻尼材料的研究

以不同种类的聚酯多元醇为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷为硬段,合成了聚氨酯(PUR)阻尼材料.考察了不同软段结构、硫化温度和测试频率对PUR材料阻尼性能和力学性能的影响.结果表明,所制备的可室温硫化并具有优异力学性能的PUR阻尼材料,其拉伸强度达到12.9 Mpa,1 Hz时的tanδmax达到0.79,tanδ>0.3的阻尼温域达到45.5℃(-13.0～32.5℃).     

MDI异构体对聚氨酯弹性体微观结构和性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(DL-2000)为软段,不同2,4′-异构体含量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用预聚法合成了不同异构体含量的MDI型聚氨酯弹性体。采用FT-IR、DSC和DMA等分析手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,随着2,4′-MDI异构体含量的增加,硬段间的氢键结合化程度降低,硬段区聚集结晶的能力也不断下降,硬段趋于均匀分散在连续相软段区中,两相相容性增加,聚氨酯弹性体的T和tanδ大幅度提高。     

动态硫化PP/IIR热塑性弹性体阻尼性能研究

以聚丙烯(PP)和丁基橡胶(IIR)为基体材料,溴化酚醛树脂为硫化剂,采用转矩流变仪制备了动态硫化PP/IIR热塑性弹性体,研究了硫化剂、萜烯树脂、石油树脂和滑石粉用量对PP/IIR动态硫化热塑性弹性体力学性能和动态力学性能的影响。结果表明:随着硫化剂用量的增加,PP/IIR动态硫化热塑性弹性体的阻尼因子最大值(tanδmax)和有效阻尼温域(tanδ0.3)略有提高;萜烯树脂和石油树脂可以明显提高PP/IIR动态硫化热塑性弹性体的阻尼性能,使得有效阻尼温域(tanδ0.3)明显向高温方向移动,提高了PP/IIR动态硫化热塑性弹性体的tanδmax;随着滑石粉用量的增加,PP/IIR动态硫化热塑性弹性体的tanδmax和有效阻尼温域都略有提高,tanδ峰值温度变化不大。     

SEBS/PP热塑性弹性体阻尼性能研究

以苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和聚丙烯(PP)为基体材料,采用HAAKE转矩流变仪制备SEBS/PP热塑性弹性体,利用动态热机械分析仪研究PP和填充油用量对SEBS/PP热塑性弹性体力学性能、动态力学性能的影响,进而通过添加萜烯树脂来研究提高热塑性弹性体阻尼性能的方法。结果表明:PP的加入改善了SEBS/PP共混体系的力学性能,但随着PP用量的增加,热塑性弹性体阻尼因子的峰值逐渐下降;SEBS/PP共混体系在添加20 phr PP时,综合性能最佳;随着萜烯树脂用量的增加,阻尼因子的峰值向高温方向移动,且有效温域(阻尼因子tanδ0.3)明显加宽;在添加50 phr萜烯树脂时,热塑性弹性体的tanδ峰值向高温移动20℃左右,且在tanδ0.3的范围内温域拓宽19℃,阻尼性能明显提高;随着填充油用量的增加,SEBS/PP热塑性弹性体的力学性能下降,tanδ峰值变大,阻尼温域变窄,充油比在1:1.1时SEBS/PP热塑性弹性体的综合阻尼效果更好。     

软段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯弹性体硬段(控制硬段质量分数32%),以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,经预聚体法合成不同结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了弹性体软段部分对其硬度、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,控制热塑性聚氨酯弹性体硬段部分不变,改变软段,材料硬度变化不大;软段聚酯二元醇随其相对分子质量的增加,TPU力学性能和结晶性能均增强;研究不同PG含量的软段PEPA-TPU发现,当PG质量分数为10%时,TPU力学性能与结晶性能最好。     

IPDI基聚酯型聚氨酯弹性体性能的研究

以聚丁二酸羟基特戊酸新戊二醇单酯酯(PHPS)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和不同的二胺扩链剂采用二步法合成聚酯型聚氨酯(PU)阻尼材料,并对其阻尼性能和力学性能进行了测试。结果表明:扩链剂对聚酯型聚氨酯阻尼材料的动态力学性能影响很大,通过改变扩链剂的品种来改变聚氨酯大分子的硬段结构,最终导致硬段间相互作用的改变。降低扩链系数(α),可提高聚氨酯材料的阻尼因子(tanδ),拓宽阻尼温域。因此选择适宜的扩链剂及扩链系数对调节聚氨酯弹性体的阻尼温域具有一定的意义。     

异氰酸酯种类对PCL型聚氨酯混炼胶性能影响

以聚己内酯二醇、不同种类异氰酸酯及扩链剂α-烯丙基甘油醚等为原料,采用预聚体法工艺合成混炼型聚氨酯弹性体(MPUR)生胶,与各种橡胶助剂配合,采用橡胶加工方法进行混炼硫化。通过改变MPUR中的异氰酸酯种类,探究硬段结构对MPUR力学性能、玻璃化转变温度(T_g)、耐老化性能和阻尼性能的影响。结果表明,MPUR在特定温度区间的T_g主要由软段结构所决定;力学性能受MPUR硫化后的交联密度影响,化学交联密度大,力学性能优;分子链规整性好,损耗正切小。     

GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体的低温力学性能

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基黏合剂的低温力学性能,以GAP和环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)为软段,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)偶联的丁二醇为硬段,通过扩链聚合反应合成GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体;分别采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)和万能材料试验机对其化学结构、玻璃化转变温度、热稳定性和低温拉伸性能进行表征。结果表明,随着PET含量的提高,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_g明显降低,当PET与GAP摩尔比为1∶1时,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_g为-37.7℃,在-40℃低温环境发生韧性断裂,断裂强度为25.78MPa,断裂伸长率为379.4%,具有优异的低温力学性能;同时TGA试验表明GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯T_d>220℃,热稳定性好。     

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。     

高铁减震垫板微孔聚氨酯弹性体的合成及性能研究

采用预聚体法制备高铁减震垫板微孔聚氨酯弹性体,研究了聚合物聚醚多元醇(POP)不同含量对微孔聚氨酯弹性体(MPUE)力学性能、动态性能及耐热性能的影响。结果表明:随着混合多元醇中POP含量的增加,MPUE的拉伸强度、撕裂强度及硬度均出现极大值。当PTMG/POP质量比为6∶4时,MPUE拉伸强度5.5 MPa,撕裂强度29 kN/m,邵A硬度62,综合力学性能较好。DMA测试表明,加入POP后,MPUE的阻尼温域向低温扩展,当PTMG/POP质量比为0∶10时,MPUE材料的阻尼性能较好(tanδ=0.47,tanδ大于0.2的温域范围为-40~30℃),POP加入量对MPUE耐热性能影响不大。     

H_(12)MDI聚氨酯弹性体微相分离研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)/1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯硬段,分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为软段合成了硬段含量(质量分数,下同)为23%～50%的聚氨酯弹性体。借助IR、DSC等分析手段研究了其微相分离结构,并针对所制备弹性体进行力学性能表征。结果表明,硬段含量对H12MDI基弹性体的软段玻璃化温度影响很小;硬段含量的增加,PTMEG型PU的微相分离程度随之先降低后增加,而PBA型PU的微相分离程度则随之降低;以PBA为软段的H12MDI基弹性体在硬段含量为40%时力学性能达到最优。     

异山梨醇基可降解高韧热塑性聚氨酯的合成与性能

当热塑性聚氨酯(TPU)获得可降解性，其力学性能通常受到不良影响，需要制备兼具可降解性和较高力学性能的TPU。以异山梨醇(IS)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为原料，通过溶液法合成了新型聚氨基甲酸酯(PIU)，并将其作为硬段，引入可降解软段聚己内酯二醇(PCL-2000)，采用两步法制备了聚氨酯弹性体(PICU)，并通过核磁氢谱表征。结果表明：异山梨醇的高刚性结构使PIU的玻璃化转变温度(T_g)高达80℃，熔融温度(T_m)可达210℃。通过红外分析证明PIU可形成强分子间氢键，适合作为PICU的硬段。PICU聚合物的T_g为-67℃，T_m为45℃，弹性体的热转变性能主要受软段PCL-2000影响。PICU的拉伸强度为9.7 MPa，断裂伸长率可达1 175%。通过引入高刚性硬段PIU，促进TPU中物理交联网络的形成，成功合成兼具可降解性与较高力学性能的PICU聚合物。     

2-羟乙基氨基甲酸-2-羟丙酯扩链聚氨酯弹性体的性能研究

以2-羟乙基氨基甲酸-2-羟丙酯或1,4-丁二醇作为扩链剂,采用二苯基甲烷二异氰酸酯、聚ε己内酯二醇或聚己二酸乙二丙二酯二醇合成了聚氨酯弹性体。采用差示扫描量热仪、动态热机械分析仪、电子万能试验机、橡胶回弹性试验机等仪器对产物进行了表征。结果表明,与1,4-丁二醇相比,HPHEC作为扩链剂时,其凝胶时间约是1,4-丁二醇的3倍,制得的聚氨酯弹性体撕裂强度提高10%～25%,同时发现其玻璃化转变温度(Tg)和力学损耗角正切(tanδ)升高。     

PCDL/MDI型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚碳酸酯二醇(PCDL)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,通过两步法制备了硬段含量分别为31%,38%,44%的PCDL/MDI型热塑性聚氨酯(PUR-T)弹性体,并利用拉力试验机,邵氏硬度计,X射线衍射仪,维卡软化点测定仪,动态流变仪和偏光显微镜等测试表征手段,对PUR-T弹性体的力学性能、耐热变形性能、动态流变性能以及结晶等进行了研究。结果表明,随着硬段含量的增加,PUR-T弹性体的硬度、拉伸强度和定伸应力均逐渐增大,而断裂伸长率呈下降趋势,其中当硬段含量为44%时,PUR-T弹性体的邵氏A硬度为91,拉伸强度达到24.78 MPa,300%定伸应力为12.40 MPa,而断裂伸长率为558.62%;X射线衍射图中只有宽的漫散射峰,没有锐的结晶峰,表明PUR-T弹性体呈无定形状态;PUR-T弹性体的硬段含量为31%时,维卡软化温度为83℃,而PUR-T弹性体的硬段含量为44%时,维卡软化温度达到128℃,抗热变形能力显著提高;PUR-T弹性体的熔体复数黏度均随着角频率的增加而下降,表现为剪切变稀现象,材料为假塑性流体,并且PUR-T弹性体的储能模量均随着温度的升高而降低;经过热处理后,PUR-T弹性体均有球晶生成,且结晶能力随硬段含量的增加而提高。     

工程隔振用聚氨酯微孔弹性体的研制

以改性MDI(MM103C)、HDI三聚体(HI100)、组合聚醚多元醇YZ-2101、聚合物多元醇POP-36/28、聚醚多元醇330N、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1,4-丁二醇(BDO)和发泡剂等为原料,采用半预聚体法制备了工程隔振用聚氨酯微孔弹性体材料,研究了材料密度和硬段含量对微孔弹性体性能的影响。结果表明,随着密度的增加,微孔弹性体拉伸强度、断裂伸长率逐渐增大;随着硬段含量的增加,微孔弹性体的拉伸强度和静刚度逐渐升高,断裂伸长率逐渐减小,压缩永久变形率和动静刚度比先降低后升高,硬段质量分数40%时达到最低值,分别为6.5%和1.22。     

聚氯乙烯热塑性弹性体的阻尼性能研究

研究了增塑剂、无机填料以及酚醛树脂对聚氯乙烯(PVC)热塑性弹性体(TPE)力学性能及动态力学性能的影响。结果表明:聚酯增塑PVC弹性体材料体系的tanδ峰值明显高于DOP、DOTP、TOTM三种增塑剂,且阻尼性能最优;随着聚酯用量的增加,PVC弹性体的tanδ峰值逐渐提高,tanδ峰逐渐向低温方向移动。PVC热塑性弹性体中加入适量无机填料可以提高其tanδ峰值;可以用酚醛树脂调整PVC弹性体阻尼材料tanδ峰所对应的温域,从而改善其阻尼性能。     

密封圈用聚氨酯弹性体的合成及其性能研究

以相对分子质量均为1000的低聚物二醇为软段与2,4-甲苯二异氰酸酯(T-100)合成预聚体,用3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)固化制备聚氨酯弹性体,研究了低聚物二醇的种类、扩链系数、纳米二氧化硅的添加量以及硬段含量对弹性体性能的影响。结果表明,以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)作为软段、扩链系数为0.90、纳米二氧化硅添加质量分数为0.4%、硬段质量分数为32.79%(即NCO质量分数为5.6%)时,所制得的聚氨酯弹性体具有优异的耐油性能及综合力学性能,成本较低。     

硬段对混炼型聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇、不同种类的异氰酸酯及醇类扩链剂等为主要原料,采用预聚法工艺合成混炼型聚氨酯弹性体(MPUE)生胶,与各种橡胶助剂配合,采用橡胶加工方法进行混炼、硫化。通过改变MPUE中的硬段含量和异氰酸酯种类,探究硬段的结构对MPUE力学性能、低温柔顺性和耐老化性能的影响。结果表明,随着硬段含量的升高,MPUE的硬度和拉伸强度不断升高,断裂伸长率不断下降,玻璃化转变温度升高,耐老化性能提高;采用二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)合成的MPUE力学性能相对较好,采用4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)合成的MPUE具有较低的玻璃化转变温度,异氰酸酯种类对MPUE的耐老化性能无明显影响。