聚氨酯弹性体性能的影响因素

考察了不同结构多元醇、异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量等对聚氨酯弹性体(PUE)物理机械性能和动态力学性能的影响.结果表明,在无扩链剂的情况下,用7种多元醇制备的PUE中,以相对分子质量为2 000的聚己内酯多元醇制得PUE的拉伸强度最高,达到34.5 MPa;以相对分子质量为3 000的聚己二酸己二醇酯制得的PUE是一种典型的结晶高聚物;对于同一结构的多元醇.相对分子质量越大,其制得PUE的拉伸强度及扯断伸长率越大;随着异氰酸酯指数的增加,PUE的拉伸强度与邵尔A硬度增大,而扯断伸长率下降,损耗因子(tan δ)最大值略有下降,玻璃化转变温度(Tg)略有升高;用液化3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(L-MOCA)作扩链剂时,PUE的扯断伸长率均表现出大幅度的下降;用液化对苯二酚二羟乙基醚及液化间苯二酚二羟乙基醚作扩链剂时,PUE的扯断伸长率下降幅度较小;3种扩链剂均可使PUE的Tg升高,tan δ最大值减小;随着扩链剂L-MOCA用量的增加,PUE的邵尔A硬度增大,而扯断伸长率呈下降趋势.拉伸强度则先下降后升高,Tg升高,tan δ最大值减小.     

邻接交联型聚氨酯弹性体的制备和性能

以端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、扩链剂2,4/2,6-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(DMTDA)为原料,加入化学交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和助交联剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺(HAV-2)制备出不同硬段含量、不同交联密度的聚氨酯弹性体(PUE),研究了硬段含量、交联密度和温度对PUE结构与性能的影响。结果表明,当NCO质量分数为9%,HVA-2加入量为1.5%时,邻接交联型PUE综合力学性能最优。邻接交联型PUE的热稳定性得到明显提高。随着HVA-2的加入,损耗因子tanδ减小。     

异氰酸酯指数对蓖麻油基聚氨酯弹性体性能的影响

以蓖麻油和其衍生物多元醇、液化MDI与2-乙基-1,3-己二醇为原料,通过一步法制备了异氰酸酯指数(R值)≥1. 0的聚氨酯弹性体(PUE)。通过溶胀度、力学性能、差示扫描量热、热失重、吸水率和水解性能测试,研究了R值对PUE性能的影响。结果表明:增大R值可以提高PUE交联密度,从而使得其拉伸强度和软段玻璃化转变温度提高,断裂伸长率和吸水率减小;在70℃不同水介质中水解30 d后,PUE在碱液中水解最为严重,R值≥1. 2时,PUE质量损失率0. 5%,拉伸强度保持率≥92%。     

R值对PPDA扩链的聚氨酯弹性体性能的影响

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG2000)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成一系列不同异氰酸指数(R值)的预聚体,用对苯二胺(PPDA)进行扩链反应,扩链系数为1.0,合成了聚氨酯弹性体(PUE),并进行热失重(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)分析和力学性能测试。结果表明,随着R值的增加,硬段含量增加,PUE的耐热性逐渐变差;断裂伸长率、拉伸强度和结晶度均先增大后减小,且在R值为1.6时最大。     

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。     

硬段含量对PCL/PPDI型PUE性能的影响

以对苯二异氰酸酯(PPDI)、聚己内酯二醇(PCL)及扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为原料，采用预聚体法合成了聚氨酯弹性体(PUE),研究了硬段含量对PUE硬度、常温及高温下力学性能、热性能等各项性能的影响。结果表明，随着硬段含量的提高，PUE材料的硬度、拉伸强度、高温拉伸强度和撕裂强度增大，拉断伸长率降低；PUE材料的玻璃化转变温度(T_g)提高。     

HMDI型聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、聚醚多元醇和1,4-丁二醇等为主要原料,采用预聚体法合成了聚氨酯弹性体(PUE)。通过万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱仪、动态力学分析仪等手段对HMDI型PUE力学性能和阻尼性能等进行研究。结果表明,随着异氰酸酯指数(R值)增大,拉伸强度、100%定伸模量、硬度、回弹率逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小;储能模量随R值增大明显增加;损耗因子tanδ峰值位置及大小随R值增大略微减少,阻尼性能随R值增大逐渐减小,但有效阻尼温域均大于60℃,属于宽温域阻尼材料。     

可再生多元醇蓖麻油基聚氨酯灌封胶的制备与性能研究

以蓖麻油、聚醚多元醇(PPG)、液化MDI为主要原料,以1,2-丙二醇(PDO)为扩链剂,采用预聚体法合成制备出聚氨酯灌封胶,讨论了异氰酸酯指数R、硬段质量分数等对聚氨酯灌封胶性能的影响。结果表明:随硬段质量分数、R值的增加,材料的硬度、拉伸强度上升,而断裂伸长率降低;聚氨酯耐水解性(吸水率≤0.366%)好,起始分解温度(277℃)高,热稳定性好;阻尼性能随R值增加而减少,玻璃化转变温度向高温方向移动,且材料软硬段相容性较好。     

硬段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇PEA为软段,二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯(MDI)为硬段,分别采用乙二醇(EG、1,4-丁二醇)、BOD和1,6-己二醇、HG为扩链剂,经预聚体法合成了硬段不同的聚氨酯弹性体。研究了硬段结构和硬段含量对弹性体硬度及力学性能的影响。采用旋转流变仪研究了弹性体在降温条件下的非等温结晶过程。结果表明,当硬段含量相同时,BDO-TPU结晶性能最好,拉伸强度最大;HG-TPU断裂伸长率最好。在BDO-TPU体系中,随硬段含量增加,材料硬度和强度增加,伸长率减小;结晶起始温度逐渐增大,结晶性能增强。     

软段结构对聚氨酯弹性体性能的影响

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)、高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)和自由基聚合制得的端羟基聚丁二烯(FHTPB)为软段,采用溶液聚合两步法制得了四种聚氨酯弹性体(PUE)。通过拉伸试验、动态力学性能分析(DMA)、差示扫描量热(DSC)和热重分析等手段,考察了软段结构对它们室温及低温下力学性能、热性能等的影响。结果表明,四种PUE低温(-30℃)下的拉伸强度和断裂伸长率均大于室温下的对应值。这不仅与低温下软段诱导结晶所产生的自增强效应有关,也与软、硬两段的微相分离程度增大有关。相较于其他三种PUE,HTPB-PUE软段不仅玻璃化温度(Tg)最低,而且极性也最弱,因而微相分离程度高,具有优异的柔性,-30℃下其断裂伸长率仍达660%以上。PCL-PUE和PTMG-PUE因软段易结晶,且软段与硬段的微相分离程度低,则刚性强。低温循环拉伸试验表明,-30℃下HTPB-PUE和FHTPB-PUE有较强的弹性恢复能力,而PCL-PUE和PTMG-PUE则相对较差。DSC和DMA结果显示HTPB-PUE的Tg远低于其他三种PUE,其Tg(DSC)低至-103℃。此外,四种PUE的初始分解温度十分相近,均在270℃左右。     

扩链剂对基于聚酯/MDI聚氨酯弹性体力学性能的影响

用聚酯多元醇(PBA、PEA、PEPA、PCL)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和混合扩链剂等原料合成了浇注型聚氨酯弹性体(PUE)。考察了聚酯多元醇种类、预聚体-NCO质量分数、扩链剂和扩链系数(R)等对PUE力学性能的影响,并比较了MDI/混醇体系与2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)/MOCA体系的性能。结果表明,PUE的硬度、模量和撕裂强度随预聚体-NCO含量增加而增加,随交联密度提高,撕裂强度和扯断伸长率下降,R>1.05时,PUE的力学性能急剧变化,MDI/混醇体系比TDI/MOCA体系的冲击弹性好。     

软段结构对聚氨酯弹性体性能的影响

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)、高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)和自由基聚合制得的端羟基聚丁二烯(FHTPB)为软段,采用溶液聚合两步法制得了四种聚氨酯弹性体(PUE)。通过拉伸试验、动态力学性能分析(DMA)、差示扫描量热(DSC)和热重分析等手段,考察了软段结构对它们室温及低温下力学性能、热性能等的影响。结果表明,四种PUE低温(-30℃)下的拉伸强度和断裂伸长率均大于室温下的对应值。这不仅与低温下软段诱导结晶所产生的自增强效应有关,也与软、硬两段的微相分离程度增大有关。相较于其他三种PUE,HTPB-PUE软段不仅玻璃化温度(T _g)最低,而且极性也最弱,因而微相分离程度高,具有优异的柔性,-30℃下其断裂伸长率仍达660%以上。PCL-PUE和PTMG-PUE因软段易结晶,且软段与硬段的微相分离程度低,则刚性强。低温循环拉伸试验表明,-30℃下HTPB-PUE和FHTPB-PUE有较强的弹性恢复能力,而PCL-PUE和PTMG-PUE则相对较差。DSC和DMA结果显示HTPB-PUE的T _g远低于其他三种PUE,其T _g(DSC)低至-103℃。此外,四种PUE的初始分解温度十分相近,均在270℃左右。     

具有交联结构的脂肪族聚氨酯弹性体的性能(英文)

以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂制备了具有不同交联密度的脂肪族聚氨酯弹性体,考察了交联密度对弹性体物理机械性能的影响。结果表明,聚氨酯弹性体的交联密度随着TMP的含量线性增加。聚氨酯弹性体的弹性模量、邵尔A硬度和100%定伸应力均随着交联密度的增加而明显提高。由于硬段相有序结构的破坏,拉伸强度则显示出先增大后减小的趋势。     

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。     

硬段含量对聚氨酯脲弹性体力学性能的影响

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与4,4′-双(仲丁基氨基)-二苯基甲烷为硬段、以聚氧化丙烯多元醇(PPG)为软段,采用半预聚法制备了一系列不同硬段含量的聚氨酯脲弹性体。通过静态力学性能测试、动态力学分析等研究手段,考察了硬段含量对聚氨酯脲弹性体力学性能及动态力学性能的影响。结果表明：40%～50%硬段含量弹性体的玻璃化转变温度(T_g)在室温附近(15～30℃),且具有较高的阻尼因子峰值(tanδ_max)、较宽的阻尼温域;随着硬段含量的升高,弹性体的拉伸强度、断裂伸长率逐渐升高,tanδ_max降低,T_g向高温方向移动。     

不同扩链剂对浇注型聚氨酯弹性体的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚四亚甲基二醇(PTMG)为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,分别用3,3′–二氯–4,4′–二氨基二苯甲烷(MOCA)和二乙基甲苯二胺(DETDA)为扩链剂制备了一系列聚氨酯弹性体(PUE),研究了扩链系数、掺杂BDO(1,4–丁二醇)以及MOCA与DETDA混用对PUE性能的影响。结果表明:随扩链系数的增加,MOCA–PU和DETDA–PU的强度和模量先增加后减小,断裂伸长率先减小后增大;随BDO用量的增加,MOCA–PU和DETDA–PU的硬度、强度和模量呈下降趋势,断裂伸长率和凝胶时间呈上升趋势;使用混合扩链剂时,提高扩链剂中MOCA含量,DETDA–PU的硬度、拉伸强度和撕裂强度呈下降趋势,断裂伸长率和凝胶时间呈上升趋势。     

不同原料对合成PUR弹性体性能的影响

采用相同官能度、不同分子量的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TD I)及扩链剂反应合成了系列聚氨酯(PUR)弹性体,同时对所合成的PUR弹性体进行了表征。结果表明,聚醚多元醇的相对分子质量对PUR弹性体的性能有较大影响,相对分子质量越大,柔性链段含量就越多,弹性体的拉伸强度、断裂强度和硬度就减小,断裂伸长率则相对提高。同时也进一步证明了软硬链段之间的均匀分布和较强的相互作用更有利于弹性体力学性能的提高。     

改性粉煤灰制备单组分聚氨酯

利用不同相对分子质量的聚酯多元醇、改性粉煤灰和2,4-TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)为主要原料,采用"一步法"合成粉煤灰单组分聚氨酯。借助红外光谱仪、扫描电镜仪探究了软硬段含量对粉煤灰改性单组分聚氨酯的吸水率、力学性能及微观结构的影响。研究结果表明:在分子量相同的情况下聚酯多元醇的侧链越多,力学性能和耐水性越差;聚酯多元醇分子越规整,力学性能和耐水性越好;随着硬段异氰酸酯基和粉煤灰含量的增加,拉伸强度和断裂伸长率均呈增大趋势,吸水率则相反;但是随着硬段含量的持续增多,聚氨酯软硬段相分离现象越来越明显,拉伸强度和断裂伸长率发生了转折呈减小趋势,耐水性也变差。     

聚醚酯聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以新型的聚醚酯多元醇(PEEP)为原料,制备了浇注型聚氨酯弹性体(PUE),并与聚醚或聚酯多元醇制备的PUE进行了分析比较.结果表明,提高预聚体中NCO基含量,聚醚酯PUE的硬度、强度和耐水解性能升高,伸长率和吸水率则下降;降低PEEP中醚键相对含量,PUE硬度和强度均升高.相同硬段含量下,聚醚酯PUE的力学性能优于聚...     

新型羟基磺酸盐型聚氨酯分散体的制备与性能研究

以自制DMBPS-Na(2,2-二羟甲基丁酸-3′-磺酸钠-丙酯)为亲水单体,以PTMG-2000(聚四氢呋喃二醇)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、EDA(乙二胺)和BDO(1,4-丁二醇)为主要原料,合成了固含量超过50%的磺酸盐型PUD(聚氨酯分散体)。研究结果表明:该PUD的平均粒径为60⁴90 nm、黏度低于800 mPa·s且稳定性良好;硬段含量越多,PUD胶膜的拉伸强度和硬度越大、断裂伸长率越低、PUD胶膜中软段和硬段的相分离程度越大;PUD胶膜在270℃时开始分解,470℃时基本分解完全,在其他条件保持不变的前提下,耐热性随硬段含量增加而变差;PUD胶膜的吸水率为2%490 nm、黏度低于800 mPa·s且稳定性良好;硬段含量越多,PUD胶膜的拉伸强度和硬度越大、断裂伸长率越低、PUD胶膜中软段和硬段的相分离程度越大;PUD胶膜在270℃时开始分解,470℃时基本分解完全,在其他条件保持不变的前提下,耐热性随硬段含量增加而变差;PUD胶膜的吸水率为2%⁸%,说明其耐水性良好。