聚氨酯弹性体的合成与耐热性能研究

分别以聚己内酯二醇(PCL)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为低聚物二醇原料,以对苯二异氰酸酯(PPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯原料,以1,4-丁二醇(BDO)或3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为扩链剂,采用预聚体法合成了结构不同的聚氨酯(PU)弹性体,并对其进行了物理机械性能测试、热重分析(TG)和动态力学分析(DMA)。结果表明,PCL/PPDI/BDO聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性能最好; PPDI/BDO/PCL聚氨酯弹性体的储能模量优于TDI/MOCA/PCL弹性体;当硬段结构为PPDI/BDO时,较低温度下,PCL体系的储能模量优于PTMG体系,较高温度下,PTMG体系优于PCL体系。     

热塑性聚氨酯弹性体中软段或硬段变化对其物理机械性能的影响

热塑性聚氨酯弹性体中软段或硬段变化对弹性体物理机械性能具有非常重要的作用。以聚己酸内酯二醇(PCP)为软段、1,4-丁二醇(1,4-BDO)和4,4＇-二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)为硬段制备出一系列聚氨酯弹性体,测试其物理机械性能,从而揭示出热塑性聚氨酯弹性体结构与性能之间的关系。     

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。     

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。     

聚四甲撑二醇热塑性聚氨酯弹性体的合成研究

七十年代初期,以聚四甲撑二醇(PTMG)为主要原料的聚醚型热塑性聚氨酯弹性体开始有商品生产。我们用PTMG和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成了具有较好物理机械性能和加工工艺性能的聚四甲撑二醇热塑性聚氨酯(PTMG-TPU)弹性体。     

有机硅二醇改性聚氨酯弹性体的合成及性能研究

在无溶剂条件下,由2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、有机硅二醇、聚四氢呋喃二醇和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷为原料,合成了一系列具有不同有机硅含量的改性聚氨酯弹性体。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试对其分子结构进行了表征。通过热失重分析(TGA)、应力应变性能测试和耐液体实验对改性聚氨酯弹性体的热性能、力学性能以及耐水性进行了研究。结果表明,随着有机硅二醇含量的提高,改性聚氨酯弹性体的热分解速率降低,热稳定性有所提高,拉伸强度和定伸模量稍有提高,耐水性能明显改善。     

耐酸碱聚氨酯弹性体胶辊的研制

以端羟基聚丁二烯(HTPB)和聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为硬段,采用预聚体法制备了聚氨酯弹性体,讨论了不同软段比例对弹性体力学性能、耐酸碱性能及加工性能的影响。结果表明,软段中HTPB与PTMEG质量比为50∶50时,弹性体的综合性能较好,适合做耐酸碱胶辊的包覆胶。     

软段对聚氨酯弹性体耐介质及力学性能影响的研究

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二醇(PCL)或聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段原料,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段原料,采用预聚体法合成了不同软段、相同软段含量的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了软段类型对TPU力学性能和耐介质性能的影响。结果表明,聚醚型TPU具有更高的断裂伸长率和弹性回复率,聚酯型TPU具有更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度;在100℃下热老化70 h均具有很好的性能保持率;TPU耐70℃和100℃热水老化的优劣顺序为PCDL型PTMEG型、PCL型PBA型;耐100℃液压油优劣顺序为PCDL型PTMEG型PCL型PBA型,仅PCDL型TPU能在120℃液压油中长期使用。     

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。     

有机硅改性共聚醚型聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以2,4-甲苯二异氰酸酯、四氢呋喃环氧丙烷共聚醚多元醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷和有机硅二醇为原料,采用预聚体法合成了有机硅改性的聚氨酯弹性体。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其分子结构进行了表征。通过应力应变性能测试和耐水实验对有机硅改性聚氨酯弹性体的力学性能和耐水性能进行了研究。结果表明,有机硅二醇的引入可使聚氨酯弹性体的拉伸强度和撕裂强度有所提高,断裂伸长率下降,硬度基本不变,吸水率下降幅度较大。     

聚醚二醇对耐低温聚氨酯弹性体性能的影响研究

使用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等为原料,通过预聚体法制备了一种密封件用聚氨酯弹性体。研究了不同聚醚二醇、扩链剂、增塑剂用量以及预聚体NCO含量对聚氨酯力学性能和低温性能的影响。结果表明:使用3-甲基四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇(3MCPG系列)的聚氨酯弹性体的低温弹性优于聚四氢呋喃型聚氨酯的,-40℃下的压缩耐寒系数可达0.43以上;NCO质量分数为4.0%的3MCPG-1410-TDI预聚体以异氰酸酯指数1.1用MOCA扩链,可制得综合性能优良的聚氨酯弹性体;动态力学分析数据证明,在3MCPG-MOCA-TDI聚醚型聚氨酯中,软段玻璃化转变温度可低达-51℃。     

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。     

原位聚合法制备有机蒙脱土/聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体复合材料

用十六烷基三甲基溴化铵改性钠基蒙脱土(MMT),以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯/1,4-丁二醇为硬段,采用两步原位聚合法制备了插层型有机蒙脱土(OMMT)/PCDL型热塑性聚氨酯弹性体(PCU)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射法表征了OMMT和复合材料,并考察了OMMT含量对复合材料耐热性能、结晶性能及物理机械性能的影响。结果表明,OMMT层间距由MMT的1.217 nm扩大到1.856 nm,复合材料的层间距扩大至3.425 nm;复合材料的耐热性能、结晶性能和物理机械性能均优于纯PCU,当OMMT质量分数为1%时,复合材料的耐热性能最佳;当OMMT质量分数为3%时,复合材料的结晶性能和物理机械性能最佳。     

高性能聚氨酯密封材料的微相结构和热性能(Ⅱ)

采用聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯通过预聚体法和半预聚体法合成了一系列聚氨酯(PU)弹性体。采用示差热扫描量热,热失重和动态力学性能分析对PU弹性体的性能及多元醇结构和组成,合成方法对PU弹性体微相结构形态的影响进行了研究。结果表明,由预聚体法合成的弹性体的微相分离程度高于半预聚体法,二胺扩链的弹性体的硬段结晶性优于二醇扩链的弹性体,单一二醇合成弹性体的硬段的结晶性优于混合二醇合成的弹性体,几种弹性体的的硬段结晶性依次为PU-LF-950APU-PCDL≈PUPTMGPU-PCDL+PTMG。几种弹性体的热稳定性依次为PU-PCDLPU-PCDL+PTMG≈PU-PTMGPU-LF-950A。PU-LF-950A和PU-PTMG的低温性能优于PU-PCDL和PU-PCDL+PTMG。PU-LF-950A还具有较好的高温动态性能和微相分离程度。     

二胺固化MDI型聚氨酯弹性体

采用聚四氢呋喃二醇（PTMG）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）合成预聚物,经3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺（MOCA）扩链合成了聚氨酯弹性体,测定了其物理性能和高温性能。结果表明,该体系弹性体具有良好的物理机械性能,尤其是其高温性能更加突出,120℃时撕裂强度保持率可达40％,用该体系制得的矿用磨盘,使用寿命是甲苯二异氰酸酯（TDI）体系的3倍以上,显示出良好的应用前景。     

聚氨酯种类对机械性能以及阻尼性能影响研究

分别以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)为软段,以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50、MDI-100LL),以及扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)为硬段,采用预聚体法制备了聚氨酯弹性体。并系统研究了聚氨酯体系中各组分的种类对材料机械性能和阻尼性能的影响。     

液体固化剂TX-2在聚氨酯弹性体中的应用

以甲苯二异氰酸酯、聚酯或聚醚多元醇为原料,以2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和二氨基二甲硫基甲苯(E-300)分别作为固化剂,通过预聚体法制备浇注型聚氨酯弹性体.通过试验,比较了三种不同二胺扩链剂在制备弹性体过程中的加工性能及弹性体的物理性能.结果表明,以TX-2、MOCA和E-300为固化剂制备的聚氨酯弹性体的力学性能相当.TX-2是传统固化剂的理想替代品.     

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。     

高性能浇注型聚氨酯弹性体的耐热性能

用不同结构的多元醇和二异氰酸酯合成了一系列浇注型聚氨酯弹性体(PU),研究了PU的物理机械性能、耐热性和动态力学性能.结果表明,当二异氰酸酯选为对苯二异氰酸酯(PPDI)、扩链剂为1,4-丁二醇(BD)时,不同结构的多元醇制备PU的耐热性从优到劣依次为聚己内酯二醇体系,聚己二酸1,4-丁二醇酯体系,聚碳酸酯二醇(PCD)体系,聚四亚甲基醚二醇体系;当多元醇选取PCD、扩链剂为BD时,不同结构的二异氰酸酯制备PU的耐热性从优到劣依次为1,5-萘二异氰酸酯(NDI)体系,对苯二异氰酸酯(PPDI)体系,3,3'-二甲基联苯-4,4'-二异氰酸酯(TODI)体系,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系;TODI、NDI制备PU的动态力学性能优于PPDI和MDI制备的PU.     

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...