弹性条缝筛网用聚氨酯弹性体的研制

采用预聚法常压浇注制备煤矿用聚氨酯筛网，考察了聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯异构体种类、预聚体的NCO质量分数、扩链反应温度、后熟化温度及时间等条件对制筛网用的浇注型聚氨酯弹性体体系操作性能及物理性能的影响。实验表明，采用聚四氢呋喃二醇与聚氧化丙烯二醇的混合二醇(质量比为80：20)，制得的预聚体NCO质量分数控制在4．5％左右；再以MOCA和一种三官能度扩链剂的混合扩链剂进行扩链，制得的浇注型聚氨酯弹性体满足洗煤用筛网的性能要求。     

PCL/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚己内酯二醇(PCL)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,用二元醇1,4-丁二醇(BDO)和三元醇(TMP)混合物作扩链剂制备了聚氨酯(PU)弹性体,研究了预聚体NCO基含量、扩链剂用量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量的增加而增加,扩链剂三元醇质量分数超过20%后,弹性体力学性能下降幅度较大,扩链系数大于0.95时,聚氨酯的力学性能急剧降低。     

扩链剂对TODI型聚氨酯弹性体性能的影响研究

以3,3′-二甲基-4,4′-联苯二异氰酸酯(TODI)和聚四氢呋喃均聚醚(PTMG)合成聚氨酯预聚体,分别以1,4-丁二醇(BDO)和二胺类的3,5-二甲硫基甲苯二胺(E-300)、3,3′-二氯4,4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)和4,4′-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(M-CDEA)为扩链剂,研究了扩链剂对聚氨酯弹性体力学性能和耐热性能的影响。结果表明:以M-CDEA为扩链剂的TODI弹性体综合力学性能最为优异;在耐热性能方面,以4种扩链剂制备的TODI型聚氨酯弹性体的顺序为MCDEA>MOCA>BDO>E-300。     

M-CDEA在聚氨酯弹性体中的应用研究

分别以聚ε-己内酯多元醇(PCL)、聚四氢呋喃醚二元醇(55PTMG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成聚氨酯预聚体,分别用M-CDEA[4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙二基苯胺)]和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)作为扩链剂合成聚氨酯弹性体,比较了两种不同扩链剂对聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性能的影响。实验结果表明:与MOCA相比,由M-CDEA扩链的聚氨酯弹性体的硬度、撕裂强度、回弹和耐磨性较高。DSC和TG测试结果表明:经M-CDEA扩链的聚氨酯弹性体的耐热性能优于MOCA。     

阳离子型水性聚氨酯的合成及工艺研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI),聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,以1,4-丁烯二醇为小分子扩链剂,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水性扩链剂,用丙酮法制备了聚醚型阳离子水性聚氨酯乳液。研究了反应条件对乳液和胶膜性能的影响,结果表明,当预聚n(—NCO)/n(—OH)比为3.0、反应温度75~80℃、反应时间3 h,N-甲基二乙醇胺用量占树脂总量的6%~7%时乳液和胶膜性能最好,并通过红外图谱对胶膜进行了表征。     

扩链剂对PTMG／MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

将聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）和4,4’－二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）合成预聚体,分别与BDO、KC、MOCA及HQEE等扩链剂制备了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、扩链剂种类及三元醇含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：当预聚体NCO基含量基本相同时,BDO－PU比KC—PU的硬度高1～2度,撕裂强度高了7％～18％;提高预聚体NCO基含量可使聚氨酯弹性体的硬度、撕裂强度和300％模量急剧增加;扩链剂中的三元醇含量超过30％,弹性体的拉伸强度显著下降;预聚体NCO基含量在6．0～6．8下,MOCA－PU的硬度和300％模量很高;HQEE／KC—PU比HQEE—PU的硬度降低了2-4个单位,而拉伸强度却提高了60％～90％。     

PTMG／MDI体系聚氨酯弹性体的力学性能研究

以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与BDO、MOCA、HQEE扩链剂及混合扩链剂制备Pu弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量、三羟甲基丙烷（TMP）小分子醇含量及扩链剂类型对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高预聚体NCO基含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和300％模量明显提高;当预聚体NCO基含量基本相同时,软段Mn=2000比Mn=1000的PU冲击弹性高;混合扩链剂中的TMP质量分数超过30％时,弹性体的力学性能明显下降;BDO—PU的拉伸强度比HQEE-PU的强度高出70％以上,撕裂强度比HQEE—PU低了40％以上,硬度比MOCA-PU小。     

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。     

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。     

微孔聚醚型聚氨酯弹性体的制备与力学性能研究

以聚氧化丙烯三醇、高活性聚醚聚合物多元醇(HPOP)、二醇扩链剂、水及催化剂等助剂的混合物作为A组分,以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、纯MDI和液化MDI为原料合成的半预聚体作为B组分,A组分和B组分按异氰酸酯指数1.1混合,制备微孔聚氨酯弹性体。讨论了预聚体的NCO含量、纯MDI与液化MDI质量比、二醇扩链剂种类和HPOP/聚醚三醇质量比对微孔弹性体力学性能的影响。结果表明,当预聚体NCO含量和纯MDI的用量增加时,微孔弹性体的硬度和拉伸强度增加;微孔弹性体的硬度随HPOP和1,4-丁二醇用量的增加而增加;当HPOP/聚醚三醇质量比为50∶50时,微孔弹性体的拉伸强度和断裂伸长率最高。     

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。     

软段结构对脂肪族聚氨酯弹性体的结构与性能影响

分别采用聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃二元醇(PTMG)、聚己二酸一缩二乙二醇三羟甲基丙烷酯多元醇(726)和聚己二酸新戊二醇酯二元醇(756)4种不同软段制备了基于异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)的脂肪族聚氨酯弹性体(PUE),并通过FT-IR、DSC和TGA等表征了软段结构对PUE结构与性能的影响。结果表明,在相同硬段含量的条件下,PTMG制备的PUE具有最高的交联密度和最低的氨酯羰基氢键化程度。聚酯型PUE的耐热性和热氧老化性能均优于聚醚型PUE,由756合成的PUE具有最好的老化性能和热稳定性。     

磁鼓刮板用聚氨酯弹性体的制备及性能研究

采用低聚物多元醇和二异氰酸酯合成预聚体,以3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为扩链剂,加入内掺型抗静电剂制备了磁鼓刮板用聚氨酯弹性体（PUE）。讨论了低聚物多元醇和异氰酸酯类型、预聚体NCO含量、扩链系数（NH,／NCO摩尔比）和抗静电剂加入量对PUE性能的影响。结果表明,当采用聚四氢呋喃醚二醇（PTMG-1000）、甲苯二异氰酸酯（TDI-100）为原料,预聚体NCO质量分数为5．50％、扩链系数为O．95、抗静电剂用量为5％时,制得的PUE具有优良的力学和抗静电性能,能够满足磁鼓刮板的应用要求。     

Effect of the molecular structure of polyurethane elastomers on the thermomechanical properties of PUE/PC blends

Polyurethane elastomers (PUEs) based on 4,4′‐diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4‐butanediol (BDO) and two kinds of aliphatic polycaprolactone (PCL) diols with molecular weight of 1000 Da and 2000 Da have been synthesized and melt‐blended with polycarbonate (PC). The compatibility of PC and PUEs was investigated by differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that the glass transition temperature (T_g) of PC decreased by 0–40°C when 0–10 wt % of PUEs incorporated into the PC matrix. Phase separation in the blends was not detected by means of DSC characterization, but measurements of DMA and SEM indicated that phase separation existed in the blends of PC and PUEs synthesized with 1000 Da PCL‐diol. As for PUEs/PC blend in which 2000 Da PCL‐diol as PUEs' soft segments, it turned from completely compatible to partially when the NCO/OH ratio for the PUEs prepolymer was increased from 2 : 1 to 4 : 1. The compatibilities of PC and PUEs were greatly influenced by the molecular weight of polyols and the ratio of NCO/OH in the PUE prepolymer, higher molecular weight of polyols and lower NCO/OH ratio resulted in better compatibility. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

预聚体法制备聚醚聚氨酯胶粘剂

以四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚三醇、甲苯二异氰酸酯、1，4-丁二醇、白炭黑为原料，合成了聚醚预聚体，以四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚三醇为固化剂，制备了双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂。研究了硬段比例，NCO质量分数、白炭黑用量、预聚体贮存时间等因素对预聚体和胶粘剂性能的影响，测试了预聚体的粘度和NCO质量分数，以及胶粘剂固化物的力学性能，粘接强度。测试结果表明，将1，4-丁二醇（BG）和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚三醇（JF）的羟基摩尔比值控制在1.5，NCO质量分数控制在5.6%左右，白炭黑用量为10g，可以获得工艺性能和贮存性能良好的聚醚预聚体，与聚醚固化剂配制，可以获得比较高而且稳定的力学性能和粘接强度。     

非焦油型双组分聚氨酯防水涂料的研制

通过一定比例合成含有NCO的聚氨酯预聚体为A组分,将粉料、聚醚、MOCA、助剂等制成B组分,将A、B组分按质量比1∶2混合成膜制得非焦油型双组分聚氨酯涂料。探讨了NCO含量、MOCA、催化助剂、消泡剂对双组分聚氨酯涂料的影响,结果表明:NCO含量在4.0%~4.6%、MOCA含量在2.5%~4.0%、催化剂在0.08%~0.12%、消泡剂在0.3%~0.7%,可以制得性能优异的双组分聚氨酯涂料。     

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。     

Microphase-separated structure and mechanical properties of norbornane diisocyanate-based polyurethanes

Norbornane diisocyanate (NBDI: 2,5(2,6)-bis(isocyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane) is a new commercialized diisocyanate. NBDI-based polyurethane elastomers (PUEs) were prepared from poly(oxytetramethylene) glycol (PTMG), NBDI and 1,4-butanediol (BD) by a prepolymer method. Microphase-separated structure and mechanical properties of the NBDI-based PUEs were compared with general aliphatic and cycloaliphatic diisocyanate-based PUEs. The diisocyanates used were isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI) and 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI). Regular polyurethanes were also prepared as hard segment models from each isocyanate and BD to understand the feature of each hard segment chain. The HDI-based PUE showed the largest Young's modulus and tensile strength in the four PUEs due to the ability of crystallization of the hard segment component and the strongest microphase separation. HMDI has both properties of aliphatic and cycloaliphatic diisocyanates because of its high symmetrical chemical structure compared with NBDI and IPDI. On the other hand, the NBDI- and IPDI-based PUEs have an inclination to phase mixing, leading to decreased Young's modulus and tensile strength. The NBDI-based PUE exhibited better thermal properties at high temperatures due to stiff structure of NBDI.     

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。