四氢呋喃均聚醚聚氨酯弹性体——影响PTMG-PU力学性能的因素

介绍四氢呋喃均聚醚（PTMG）聚氨酯弹性体的力学性能。讨论了化学结构因素对聚氨酯弹性体力学性能的影响,化学结构因素包括PTMG相对分子质量、二异氰酸酯、扩链剂、硬段质量分数、预聚体NCO基质量分数和化学交联等。结果表明：影响聚氨酯弹性体硬度和拉伸强度最大因素是二异氰酸酯类型和预聚体NCO基质量分数,影响聚氨酯弹性体扯断伸长率最大因素是PTMG相对分子质量和交联密度。     

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。     

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/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。     

三软段聚氨酯弹性体的制备和力学性能研究

采用半预聚体方法制备了系列由聚酯、聚醚二元醇及端羟基聚丁二烯为软段、液化MDI为硬段的三软段聚氨酯弹性体;研究了三软段聚氨酯弹性体的化学结构、力学性能及动态力学性能。结果表明,选择适当的软段组分和制备条件,通过半预聚体方式制备三软段聚氨酯弹性体是可行的。所有聚氨酯弹性体中MDI和软段羟基和交联剂羟基的反应较彻底,三软段可明显拓宽聚氨酯弹性体的玻璃化区域到150℃和有效阻尼温度范围(-30-30℃)。     

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。     

热熔胶用聚氨酯弹性体的合成

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚乙二醇（PEG）和I,4-丁二醇（BIDO）为原料合成聚氨酯弹性体,采用流延法制备了热熔胶膜。考察了预聚反应的温度、时间对聚氨酯弹性体性能的影响,并对预聚体中NCO含量、异氰酸酯指数（R）、聚醚多元醇的种类以及相对分子质量等进行了探讨。确定了最佳反应条件：反应温度为（80±5）℃;反应时间为1．5～2．0h。预聚体中NCO质量分数控制在9％～10％,R值取1．02,选用相对分子质量为1500的PEG制备的热熔胶用聚氨酯弹性体性能优异。     

预聚体法制备HTPB/IPDI基聚氨酯弹性体材料

以端羟基聚丁二烯(HTPB),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原材料合成了预聚体,采用3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)作为交联剂,制备了聚氨酯弹性体材料。研究了聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及热处理对材料力学性能的影响,不同贮存条件对聚氨酯预聚体性能以及材料性能的影响。结果表明,合成的聚氨酯预聚体具有良好的贮存性能,调整聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及高温热处理都能够提高聚氨酯弹性体材料的力学性能,当预聚体NCO质量分数控制在5．68％左右,NCO／NH2摩尔比控制在1．20,在120℃下热处理时间为2h时,可以获得力学性能较佳的材料。     

阳离子型水性聚氨酯乳液的合成及表征

合成了一系列的阳离子型水性聚氨酯乳液。研究了软段相对分子质量、预聚体的NCO含量对其干膜物理机械性能的影响以及中和剂种类对乳液性能的影响。通过动态力学分析对其阻尼行为进行了表征。结果表明：预聚体的NCO含量不同即硬段含量不同对阳离子型水性聚氨酯的微相结构和阻尼行为有很大的影响。     

聚氨酯弹性体海管节点保温材料的开发

以聚四氢呋喃二醇、端羟基聚丁二烯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯为基础原料,研究了—NCO含量和多元醇组分对聚氨酯弹性体材料的影响,并探讨了聚氨酯弹性体材料与玻璃微珠复合聚氨酯弹性体材料的界面黏结性能,通过大量的实验测试,采用半预聚体法合成了聚氨酯弹性体海管节点保温材料,形成了材料配方,其中多元醇(-OH)组分与异氰酸酯(—NCO)组分比例为100∶68,材料导热系数0.191W/(m·K),材料具有良好的耐温性能,最高长期使用温度可达115℃,玻璃化转变温度为-46℃。     

聚醚型吸水膨胀聚氨酯弹性体的合成

采用亲水性聚醚多元醇(PPE)与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应的预聚体,与混合扩链剂制备了吸水膨胀聚氨酯弹性体。实验结果表明:当聚乙二醇醚(PEG)与聚丙二醇醚(PPG)的物质的量比为6∶4,PEG相对分子质量为2 000,预聚体中异氰酸酯基(—NCO)的质量分数为5.2%;采用混合扩链剂,且1、4-丁二醇与丙三醇的物质的量比为2∶1,增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的质量分数控制在8%时,制备的聚氨酯弹性体吸水膨胀率高,综合性能良好。     

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。     

聚氨酯-环氧树脂弹性体的合成

首先由聚醚(PPG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应制得含有端异氰酸酯的预聚体,利用预聚体中的异氰酸酯基团与环氧树脂上的仲羟基反应合成端环氧基团的聚氨酯-环氧树脂,然后用低分子聚酰胺固化.通过改变预聚体中PPG3031含量和NCO/OH的比值得到不同的拉伸强度和硬度.实验结果表明:随着预聚体中PPG3031含量的增大,弹性体的拉伸强度增大,硬度也增大;随着预聚体中NCO/OH摩尔比的提高,弹性体的拉伸强度和硬度增大,断裂伸长率变化不大.     

聚氨酯弹性体回弹性能的影响因素

介绍了用于测定橡胶回弹性的国内外标准。讨论了化学结构对浇注型、热塑性和混炼型聚氨酯(PU)弹性体回弹性能的影响,化学结构包括:软段类型和相对分子质量、硬段类型和含量、异氰酸酯类型和异构体、预聚体异氰酸酯基含量、胺类和醇类扩链剂等。讨论了添加剂(增塑剂和补强剂)和温度对回弹性的影响,同时比较了线性与交联PU的回弹性能。结果表明,影响PU弹性体回弹性能的主要因素是软段的类型和相对分子质量、硬段含量、预聚体异氰酸酯基含量、交联及温度。     

基于MDI浇注型聚氨酯弹性体密封材料的研制

采用预聚体法以四氢呋喃均聚醚（PTMG）、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1,4-丁二醇（BDO）或三羟甲基丙烷（TMP）与BDO混合的扩链剂合成了聚氨酯（PU）弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体NCO基质量分数和扩链剂的用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：在硬度相同时,PTMG相对分子质量为2000聚氨酯弹性体的撕裂强度、拉断伸长率和冲击弹性高。PU弹性体硬度、撕裂强度和定伸应力随预聚体NCO基相对质量分数增加而增加。用少量三元醇交联的弹性体与完全用二元醇扩链的弹性体相比,定伸应力高,永久变形好。     

有机微球/聚氨酯复合材料的合成及阻尼性能研究

采用聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为基材合成了聚醚型聚氨酯弹性体,通过物理力学性能和动态力学性能测试研究了多元醇、异氰酸根(—NCO)、扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响以及有机微球填料对复合材料性能的影响。结果表明:多元醇选用PTMG—1000与PPG-210,其质量比为60∶40时弹性体具有良好的阻尼性能。随着预聚体中—NCO含量增加,材料的强度以及刚性增大,但柔顺性降低,阻尼性能也逐渐降低,当—NCO质量分数为5%时,材料的阻尼性能最好。扩链剂BDO与TMP并用时,随着TMP用量增加,材料的阻尼性能提高。适量有机微球的加入可明显改善聚氨酯材料的阻尼性能。     

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。     

室温固化低硬度聚氨酯弹性体的合成和性能

以聚氧化丙烯二醇、二异氰酸酯和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,制备了可用于模具胶的室温固化低硬度聚氨酯弹性体。研究了TMP用量、异氰酸酯种类、白炭黑用量和异氰酸酯指数等因素对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,TMP与聚醚多元醇摩尔比为3∶97、气相法白炭黑添加质量分数为0.6%、TDI型预聚体NCO质量分数为4.0%、异氰酸酯指数为1.05时,可操作性好,所制得的聚氨酯弹性体综合性能优异。     

聚醚型聚氨酯预聚体合成工艺研究

以聚醚多元醇和异氰酸酯为原料合成聚氨酯预聚体。通过测定—NCO的含量,研究了预聚反应时间和反应温度对预聚反应的影响;研究了R值[n(—NCO)/n(—OH)],反应时间和温度对预聚物黏度的影响,并探讨了预聚反应过程中含水量、预聚体贮存时间对弹性体性能的影响。     

聚氨酯微孔弹性体的合成及力学性能研究

以聚酯多元醇POL-2016、聚醚多元醇PPG-330N、异氰酸酯MT和MDI-100LL、交联剂乙二醇和TMP等为主要原料，采用半预聚法制备聚氨酯微孔弹性体。研究了多元醇的种类及质量比、游离NCO的质量分数、交联剂和固化剂的质量比、及异氰酸酯的质量比对聚氨酯微孔弹性体力学性能的影响，发现当m(POL-2016)／m(PPG-330N)=60／40、NCO质量分数为6％-6．5％时，弹性体综合性能较佳。