新型共聚醚聚氨酯热塑弹性体的研究 Ⅲ.结构与性能

本文利用热分析,动态力学分析,应力—应变等手段对共聚醚聚氨酯的相结构及其相应的热性能,力学性能等进行了研究。发现两相结构与硬段含量有着重要关系。两相之间的介面层厚度受链段相容性的影响并对材料的各种物理性能有重要作用。     

热塑型聚氨酯弹性体(TPUE)应力松弛过程的研究

文中以加速应力松弛法研究了热塑型聚氨酯弹性体(TPUE)的应力松弛过程,将从TPUE大形变弹性分子理论推导出的单向拉伸应力-应变关系,结合三种承受应力链的键数随时间衰减的动力学方程,建立了应力松弛过程的定量表达式,并以高温和大形变量实验数据对理论进行了验证.以二元回归法求得分子参数α,k,k_3,并进而求得松弛活化能△E_3.     

聚丁二烯聚氨酯弹性体的合成与表征

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4—丁二醇(BDO)为原料,采用溶液二步法合成了4种硬段含量不同的聚丁二烯聚氨酯弹性体。探讨了反应温度、溶剂对反应速率的影响,并用红外光谱(IR)、差示扫描量热法(DSC)、应力—应变(σ—ε)实验对产物进行了表征。     

共聚醚型聚氨酯弹性体的合成与性质

以不同相对分子质量的环氧乙烷－四氢呋喃共聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、１，４－丁二醇、乙二胺等为原料，合成了一系列新型共聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，井对其结构和力学性能等进行了研究．     

热塑性推进剂用聚氨酯弹性体的合成及表征

以环氧乙烷／四氢呋喃无规共聚醚,异佛尔酮二异氰酸酯以及１,４－丁二醇为原料,采用熔融二步法合成了一种能为硝酸酯增塑并满足推进剂使用要求的热塑性聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）。     

填充型聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚醚N210、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)为原料,MOCA为扩链剂,分别添加无机填料(石英粉、玻璃粉、煤沥青)和有机填料(环氧树脂、聚酰亚胺、羟基氯醋)合成填充型聚氨酯弹性体,考察了不同填料与不同添加量对聚氨酯弹性体的黏度、力学性能、热性能的影响。结果表明:填料的加入可在一定程度上提高体系的热稳定性;添加质量分数5%的环氧树脂所合成的聚氨酯弹性体,其力学性能提高最为明显。     

聚氨酯弹性体的应用

聚氨酯弹性体因具有一系列优异性能而得到广泛的应用。本文具体介绍了由山西省化工研究所开发的８种ＰＵ（聚氨酯）产品。     

高硬度聚氨酯弹性体的研究

通过对低聚物多元醇和扩链剂的选择，研制出邵D硬度大于75、缺口冲击强度大于6kJ／m^2的高硬度聚氨酯弹性体，生产工艺完全适合工业化生产技术要求。     

丙烯酸接枝共聚改性聚氨酯的研究

以聚醚型聚氨酯（PU）预聚物同丙烯酸（AA）反应得到丙烯酸接枝聚氨酯的共聚物.用FT-IR表征了AA-g-PU共聚物的结构,研究了单体浓度、引发剂浓度、助剂浓度以及反应温度对接枝率的影响并确定了合成聚合物的最佳工艺条件;用DSC对聚合物进行了热性能分析并对聚合物进行了粘结性能测试.结果表明丙烯酸接枝聚氨酯后的共聚物结晶...     

甲亚胺液晶共聚醚的合成及研究（Ⅰ）

利用介晶基因和非介晶基团共聚的方法合成了一系列具有较低相变温度的向列型液晶高分子—甲亚胺液晶共聚醚，并研究了非介晶基因对液晶共聚醚相变温度的影响，及液晶聚合物相变温度与其组成之间的关系。     

IBOMA共聚改性水性聚氨酯的合成及其性能研究

以可再生资源松节油衍生物——甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)为原料,采用共聚改性的方法制备了IBOMA改性水性聚氨酯复合乳液。研究了配方中的R值(n(—NCO)/n(—OH),异氰酸根指数)、DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)含量、DEG(一缩二乙二醇)含量、中和度(以三乙胺与DMPA的摩尔比计算),以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了适宜的改性工艺条件:IBOMA添加量为30%,R值为1.70,DMPA质量分数为4.0%,DEG质量分数为0.5%,中和度为100%,反应时间为6 h。在此条件下所制得的IBOMA改性水性聚氨酯乳液的综合性能较好,其耐水性、耐热性、拉伸强度等性能指标均有提高,吸水率由改性前的11.53%降至3.91%,拉伸强度由改性前的23.42 MPa升至55.18 MPa,玻璃化转变温度Tg由改性前的-7.23 ℃上升至25.31 ℃,并采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪等分析手段,对IBOMA改性水性聚氨酯的性能进行了表征。     

扩链剂对聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚聚三唑弹性体力学特性和网络结构的影响

选用端叠氮基聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚（AzTPET）或端叠氮基二甘醇（KL-1）作为扩链剂与端炔基聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚反应制备聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚聚三唑弹性体（PTPET）. 反应体系黏度稳定下,分析扩链剂对PTPET弹性体的力学性能和交联网络的影响. 力学结果表明:在20 ℃时,未扩链的PTPET延伸率为112%,经40%（叠氮官能团比,下同）的AzTPET扩链后可提高到300%;在60 ℃时,延伸率由70.1%扩链后可达153%. 经50%的KL-1扩链后样品在20 ℃时延伸率为200%,60 ℃下为120%. 两种扩链剂制备样品的延伸率均大幅提高,但前者强度有所降低. 在?40 ℃下,两扩链剂制备弹性体的拉伸强度均随扩链剂用量的增加而升高. KL-1扩链的PTPET弹性体表观密度高于AzTPET. 综合分析,两种扩链剂均能显著提高PTPET的断裂延伸率,但扩链剂KL-1在PTPET中的力学强度优于AzTPET.      

热塑型聚氨酯弹性体的极限断裂强发动力学模型理论

本文提出了一种等速拉伸下聚氨酯极限断裂强度动力学模型理论,它从聚氨酯大形变弹性理论出发,将单向拉伸应力-应变关系同应力集中链的断链动力学方程相结合,推导出了应力集中链的断链动力学方程,积分和化简后得到了极限断裂强度同断裂伸长,链结构参数和测试条件(温度和拉伸速率)间的定量关系式。在实验上又分别考虑了W_k,_(ns)、T和k_λ~·等对极限断裂力学性能的影响。并以大量实验数据对理论进行了验证,得到理论同实验较好地一致。成功地把聚氨酯网络结构同极限断裂力学性能联系起来,为预测聚氨酯极限断裂力学性能和建立它们的破裂包络线提供了理论基础。     

酰亚胺改性聚氨酯的合成和表征

以4,4′-二氨基二苯砜、偏苯三酸酐和过量1,4-丁二醇为原料合成了一种含有酰亚胺基团的二醇,并以此二醇为扩链剂,用预聚体法合成了一种酰亚胺改性的聚氨酯弹性体.利用红外光谱、差示扫描量热分析、热失重及动态热机械分析等方法进行了表征.结果表明,酰亚胺改性的聚氨酯弹性体有较高的耐热性和力学性能.     

室温固化高强度聚氨酯弹性体的研究

研究了室温固化聚氨酯弹性体的合成工艺,探讨了多元醇低聚物、分子量、异氰酸根含量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响.使用聚酯多元醇CMA-24和TDI100合成聚氨酯预聚体,异氰酸根(NCO)含量为3.6%,扩链系数为0.97时,可以得到拉伸强度为38MPa,断裂伸长率为480%的聚氨酯弹性体.     

新型仿皮肤液晶聚氨酯弹性体的合成及其电子器件的制备

为研制与人体具有适配性的柔性基材,采用简单的一锅法合成了新型仿皮肤交联液晶聚氨酯(crosslinked liquid crystal polyurethane, CLCPU)弹性体。利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)对液晶聚氨酯的结构进行了表征,采用热失重分析仪(thermogravimetric analyzer, TGA)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry, DSC)对其进行热学性能表征,用动态热机械分析仪(dynamic mechanical analyzer, DMA)测试其黏弹性行为,利用热台偏光显微镜(polarized optical microscope, POM)和电子万能试验机分别测试液晶聚氨酯的液晶相行为和力学性能。进一步将所制备材料作为介电弹性体组装柔性摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG),并用静电计对所获的TENG进行电输出性能测试。研究结果表明：合成的CLCPU表现出向列相液晶纹...     

RIM聚氨酯弹性体预聚物的反应动力学研究

在四个不同的温度下研究了四氢呋喃聚醚，三羟甲基丙烷混合多元醇和甲苯二异氰酸酯的反应。无论是催化的还是非催化的反应，异氰酸根和羟基的反应均遵循二级反应力学，但４－位和２－位异氰酸根具有不同的反应活性。计算了４－位，２－位异氰酸根分别和羟基反应的速度常数ｋ１，ｋ２。     

甲亚胺液晶共聚醚的合成及研究（Ⅳ）

用个晶基和柔性更好的非个晶基共聚的方法合成高分子液晶，通过热台偏光显微镜、ＤＳＣ和Ｘ－光衍射仪对所合成的共聚物进行了结构和相态表征，讨论了共聚物组成对共聚物相变温度和相态的影响，确定了共聚物要呈现液晶态，允许非介晶组份在其组成中的最高含量。     

助剂对聚氨酯微孔弹性体力学性能的影响

以聚酯POL-2016、聚醚PPG-330N、异氰酸酯MT、MDI-100LL、交联剂乙二醇、TMP等为主要原料，采用半预聚物法制备聚氨酯微孔弹性体．研究了在MT／MDI-100LL体系中各种助剂的用量或种类对聚氨酯微孔弹性体力学性能的影响．随着固化剂TMP用量的增加，微孔弹性体的拉伸强度、100％定伸应力先升后降；而回弹性先稍有降低后升高，扯断伸长率则呈先降后升再降的趋势．当固化剂TMP的加入量为A组分中多元醇质量的1．5％时，试样的综合性能较好．发泡剂用量增加，微孔弹性体的机械强度、回弹性先剧烈下降，当用量大于2％时又略有上升或下降缓慢．泡沫稳定剂用量增加，微孔弹性体的机械强度和回弹性均升高，扯断伸长率也稍有升高．催化剂用量增加，微孔弹性体的力学性能下降而工艺性能提高，因此应控制催化剂的用量．     

短纤维增强聚氨酯弹性体的研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二异氰酸酯(MDI)、扩链剂(BDO)为原料,利用一步法制备了聚氨酯弹性体。对短玻璃纤维表面进行了偶联剂处理,将处理过的玻璃纤维添加到聚氨酯中,并改变玻璃纤维的添加量,研究了添加量对玻璃纤维增强聚氨酯复合材料基本力学性能的影响。