石墨/聚氨酯弹性体复合材料的性能研究

研究了石墨填料对聚氨酯弹性体(PUE)性能的影响。结果表明,石墨颗粒在PUE基体中分布均匀,不影响其微相分离特征,并可提高材料的软化温度;当石墨加入量小于30%时,PUE材料硬度基本不受石墨添加量的影响;石墨质量分数为10%时,复合材料的强度出现峰值;添加石墨颗粒可以显著改变复合材料的力学性能。     

低掺杂石墨烯对聚氨酯弹性体的增强作用

采用预聚体法,以聚环氧丙烷醚二醇、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料,羧甲基纤维素钠改性的电化学法石墨烯（GN）为填料,制备了聚氨酯弹性体（PUE）/GN复合材料,并对PUE/GN复合材料进行了测试与表征。结果表明：GN在PUE基体中分散良好,与基体的相容性良好;与PUE相比,PUE/GN复合材料的热性能、力学性能显著提高,当掺杂0.10%(w)的GN时,PUE/GN复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到38.64 MPa,97.79kN/m,质量损失5%时的温度提高20℃。     

聚氨酯弹性体/纳米SiO2复合材料的力学性能研究

采用预聚体的方法制备了聚氨酯弹性体(PUE)/纳米SiO2复合材料,通过AJ(OH)3对纳米SiO2表面改性以及超声波分散的方法来提高纳米SiO2在PUE基体中的分散性,并考查了表面处理前后的纳米SiO2对PUE/纳米SiO2复合材料力学性能的影响.结果表明:改性后的纳米SiO2能均匀分散于PUE基体中,复合材料的力学性能明显提高;纳米SiO2的用量对PUE/纳米SiO2复合材料的力学性能影响较大,并且当纳米SiO2的质量分数为2%和3%时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大.     

Synthesis and properties of MDI-50 type polyurethane elastomer

以聚醚多元醇和MDI-50为原料,采用预聚物法合成预聚体,再和扩链剂MOCA进行扩链合成聚氨酯弹性体。研究了预聚体中不同异氰酸酯基（—NCO）质量分数对MDI-50型聚氨酯弹性体性能的影响。采用差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）、红外光谱（FTIR）及力学性能等测试方法对聚氨酯弹性体的结构与性能进行了表征和分析。结果表明：预聚体反应体系中NCO/OH摩尔比增大,预聚体中—NCO质量分数增加,预聚体的黏度降低,相应的聚氨酯弹性体的硬度和玻璃化转变温度提高,断裂伸长率降低,而拉伸强度和撕裂强度先增加后下降;当NCO/OH摩尔比为2.22时,聚氨酯弹性体力学性能较好;—NCO质量分数对聚氨酯弹性体的热稳定性影响不大。     

HTBN型PUE复合材料的增强改性及耐腐蚀性能研究

以端羟基聚丁二烯．丙烯腈共聚物（HTBN）和聚四氢呋喃醚二醇混合物为软段,对苯二异氰酸酯、3,5-二甲硫基甲苯二胺为硬段,玻璃纤维（GF）或纳米SiO2为增强剂,采用浇注工艺制备HTBN型聚氨酯弹性体（PUE）,讨论了增强剂品种及用量、经硅烷偶联剂表面处理的GF对HTBN型PUE的力学性能和耐腐蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜（SEM）进行形貌表征。结果表明,GF或纳米SiO2对提高HTBN型PUE的力学性能有一定作用,但质量分数不能超过5％,GF的增强效果好于纳米SiO2。硅烷偶联剂可有效避免GF的团聚、提高HTBN型PUE与GF的相容性,界面粘接力增加,增强效果得到明显提升。GF增强HTBN型PUE复合材料具有较好的耐盐水和耐溶剂性能,拉伸强度损失率不超过7％。     

聚酯软段对聚氨酯弹性体力学性能影响的研究

以不同结构聚酯（PEA、PEPA、PBA、PCL）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了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了MDI／BDO体系中软段种类、相对分子质量、预聚体NC0质量分数及催化剂对聚氨酯弹性体力学性能的影响,并与TDI／MOCA体系进行比较。结果表明,当软段相对分子质量相同时,PBA—PU的硬度最高提高预聚体NCO质量分数可使PU弹性体硬度、撕裂强度和300％模量增加;在制备聚氨酯弹性体中,加入催化剂的弹性体拉伸强度下降16．6％～20．1％;MDI／BDO体系的PU弹性体撕裂强度和冲击弹性较高,TDL／MOCA体系的PU弹性体拉伸强度较好、永久变形较低。     

三（2-羟乙基）异氰脲酸酯改性TDI-80对PUE性能的影响

用三（2-羟乙基）异氰脲酸酯（THEIC,赛克）和TDI-80反应,得到改性异氰酸酯,从而把异氰脲酸酯（IS）环引入到聚氨酯弹性体（PUE）的分子主链。通过改变赛克的用量,考察其对PUE的力学性能和耐热性能的影响。力学性能测试结果表明：当赛克质量分数为10％时,PUE的拉伸强度和拉断伸长率达到了最高值,分别为46MPa和732％。DSC和TG测试结果表明：引入IS环后,PUE的耐热性能有所提高。DMA测试结果表明：改性PUE的内耗峰比未改性的宽,并且内耗峰值所对应的温度提高（由10℃提高到60℃）。     

PTMG／TDI型聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯甲烷（MOCA）或3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为主要原料,采用预聚体法合成浇注型聚氨酯弹性体（PUE）。分析了预聚体NCO基含量、PTMG软段相对分子质量、两种扩链剂以及扩链系数对PUE力学性能的影响。结果表明,随着预聚体NCO基含量增加,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度提高,扯断伸长率下降,扯断永久形变发生微小变化;随着软段相对分子质量的不断提高,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度缓慢下降,而扯断伸长率和扯断永久形变升高;在其它条件相同时,扩链剂E-300与MOCA相比,综合力学性能较好。     

聚氨酯弹性体/Mg(OH)2纳米复合材料的制备与表征

将预分散的纳米氢氧化镁[Mg(OH)2]加入聚氨酯弹性体(PUE)反应体系进行原位聚合。由于预聚物粘度的影响,纳米粒子的最大添加量为5%(质量分数)。力学测试表明,所得Mg(OH)2/聚氨酯弹性体纳米复合材料的力学性能较纯PU有较大提高。复合材料置于60℃的水中3周后,拉伸强度保留93%。XRD测试显示复合材料中无明显结晶。氧指数(IO)测定显示,纳米Mg(OH)2的加入,可明显提高复合材料的难燃性能、当其质量分数为5%时,氧指数可达31。     

异氰脲酸酯基团对聚氨酯弹性体性能影响研究

引入异氰脲酸酯基团可提高聚氨酯弹性体的耐热性能,但同时对其他性能有一定影响。通过改变NCO含量考察异氰脲酸酯基团对聚氨酯弹性体的力学性能及耐溶剂性能的影响。力学性能测试结果表明,其硬度、拉伸强度和撕裂强度均在NCO质量分数为8％时达到极大值,分别为邵A60、10．33MPa和48．84kN／m,扯断伸长率随NCO含量增加单调减小,100％定伸强度单侧增大;耐溶剂实验表明,聚氨酯弹性体在NCO质最分数为8％时耐溶剂性能最好。     

1，3-丁二醇对PCL／MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

首先以聚己内酯多元醇（PCL）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、液化MDI和MDI-50为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再用混合扩链剂制备聚氨酯弹性体。讨论了预聚体异氰酸酯基（NCO）含量、异氰酸酯类型、1,3-丁二醇（1,3-BDO）含量、聚酯软段相对分子质量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明：提高预聚体NC0基含量可使弹性体的硬度、300％定伸应力、拉伸强度和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高1,3-BDO含量可使弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;软段相对分子质量为1000的聚氨酯弹性体的硬度、300％定伸应力、拉伸强度和撕裂强度较高,软段相对分子质量为2000的聚氨酯弹性体的拉断伸长率和冲击弹性较高。     

支化与交联型聚氨酯弹性体的合成与性能分析

为提高聚氨酯弹性体力学性能和耐热性,本文以聚己二酸二乙二醇酯二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和 1,4-丁二醇为原料,以聚氧化丙烯三醇（PPG-3）或丙三醇为支化单体,并通过调控其添加量（1%、3%和5%,相对于PDGA-2000的摩尔分数）,采用本体预聚物法合成支化或交联型聚氨酯弹性体。与线型聚氨酯相比,支化聚氨酯具有较高机械强度和耐热性。添加3% PPG-3所制备支化聚氨酯的拉伸强度提高170%（33.9MPa）,撕裂强度提高36%（90.7MPa）,维卡软化点温度为95.1℃;然而,5%的丙三醇引发交联结构的形成,交联型聚氨酯的拉伸强度提高154%（31.8MPa）,撕裂强度提高26%（84.4MPa）,维卡软化点温度为150.6℃。此外,PPG-3和丙三醇发挥聚氨酯软段和硬段相容剂的作用,抑制微相分离,使聚氨酯弹性体的橡胶平台增大。动态流变行为测试结果表明,支化和交联型聚氨酯弹性体具有更高的弹性模量和复数黏度。     

SPS夹层用高硬度聚氨酯弹性体的研制

采用一步法工艺,对用于聚氨酯夹层板结构的高硬度聚氨酯弹性体进行了研究,分别考察了硬段含量、软段结构以及催化剂等对聚氨酯弹性体力学性能及工艺性能的影响。结果表明,使用自制的CA-1催化剂、混合聚醚多元醇和粗MDI体系,硬段质量分数为50%时,合成的聚氨酯弹性体邵D硬度达75、拉伸强度为26MPa、撕裂强度98kN/m、伸长率为90%、釜中寿命为9min左右,外观无气泡、开裂等缺陷,具有成本低、工艺简单、效率高的优点。     

Synthesis and properties of polyurethane/graphite elastomer by in situ technique

Elastomeric polyurethane (PU) was mixed with 0, 10, 15, 20, 25, and 30 wt% of graphite to obtain PUE‐based composites. The structure of PU/graphite elastomer was characterized by scanning electron microscopy. It was found that the polyurethane elastomer (PUE) molecular chains were intercalated into the graphite layers and evenly distributed in the matrix. When the graphite content was lower it could make full use of its strength with some loss of plasticity; when the graphite content was too high, the friction between graphite and PUE increased and hence it is more difficult for the macromolecular chain reaction. The polymer was more unstable as a whole. Furthermore, the thermal and mechanical properties of the obtained products were investigated in detail. The result showed that the thermal stability of PUE was improved by the introduction of the graphite. The softening temperature of the PUE/graphite containing 10% graphite was 11°C higher than that of pure PUE. At the same time, the hardness, tensile strength, elongation, 300% tensile modulus, tearing strength of PU/graphite elastomer were also investigated. POLYM. COMPOS., 37:1318–1322, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体的制备与力学性能研究

采用不同结构的异氰酸酯和多元醇制备了一系列聚氨酯弹性体,主要考察了异氰酸酯种类对聚氨酯弹性体力学性能的影响.研究表明,由1,5-萘二异氰酸酯制得的弹性体拉伸强度和撕裂强度较高,分别为38.75MPa和109.77 kN/m,而由对苯二异氰酸酯制得的弹性体具有最大的扯断伸长率(557.84％).此外还研究了多元醇种类和扩链系数α对弹性体力学性能的影响,研究表明,选用聚ε-己内酯二醇制得的弹性体具有较好的性能,且拉伸强度和撕裂强度均随扩链系数的增大先增大后减小,而扯断伸长率一直增大.     

硅酸盐/聚氨酯弹性体制备及性能研究

以自制聚醚型聚氨酯预聚体、硅酸盐水溶液、乙二醇/丙三醇(质量比1:1)混合扩链交联剂、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)等为原料制备了硅酸盐/聚氨酯弹性材料.探究了预聚体NCO基含量、乙二醇/丙三醇含量以及硅酸盐水溶液种类等因素对硅酸盐/聚氨酯弹性体力学性能的影响.结果表明:当B组分中预聚体质量分数为83.5％且其NC...     

空心微球填充聚氨酯弹性体的合成与性能研究

以PEA/TDI-100/MOCA作为聚合体系,采用预聚物法合成聚氨酯弹性体,考察了空心微球填充份数与粒径、偶联剂种类与用量等对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,加入未经改性空心微球的聚氨酯弹性体性能下降,经偶联剂改性空心微球填充聚氨酯能明显提高试样的硬度、撕裂强度力学性能,合成工艺对改性空心微球填充聚氨酯弹性体力学性能影响较大。