阻燃剂对喷涂聚脲弹性体阻燃性能的影响

选用阻燃剂次磷酸铝(AHP)、石墨(EG)、含磷多元醇按不同用量添加到喷涂聚脲弹性体(PUA)中,采用喷涂制样的方式制备阻燃聚脲,并探究了阻燃剂的种类及用量对聚脲热稳定性能和阻燃性能的影响。结果发现:AHP和EG的引入均能提高PUA的初始热分解温度和成炭性,含磷多元醇的引入会降低初始分解温度,对成炭性影响不大;通过石墨与含磷多元醇质量比1∶1复配会降低热释放速率和总释热量,改善成炭性和抑烟效果,LOI值可提高至29.2%,可达到UL94 V-0等级,阻燃性能优异。

CTO/PCL-3057共混软段聚氨酯弹性体的相分离和力学性能

以蓖麻油(CTO)/聚己内酯三醇(PCL-3057)共混物为软段,三羟甲基丙烷为小分子交联剂,与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)反应,制备了软段中CTO质量分数分别为30%、50%、60%、70%和100%的聚氨酯弹性体(PUE),研究软段组成对PUE相分离结构和力学性能的影响。结果表明:CTO主要促进硬段之间氢键的形成,PCL-3057主要促进软硬段之间氢键的形成;两者各占50%时,PUE结晶性好,氢键度大,微相分离程度较完善,交联程度适当,所以力学强度高且韧性好。CTO柔顺性好,可以降低PUE软段的玻璃化转变温度(T_(gs)),而PCL-3057中极性基团过多会降低T_(gs);两者各占50%时,T_(gs)最大。PCL-3057都能显著提高PUE的动态力学性能。

喷涂聚脲在防弹抗冲击领域中的研究进展

介绍了喷涂聚脲作为防弹抗冲击材料的特点,对聚脲近年来防弹抗冲击的研究应用进展进行了总结,并对聚脲的抗冲击作用机理进行了探讨,指出了防弹抗冲击聚脲的配方设计原则和检测方法。

PTMG分子量对TPU微相分离结构和力学性能的影响

以聚四亚甲基醚二醇、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为原料制备了3种软段分子量不同的聚醚基聚氨酯,研究了软段分子量对热塑性聚氨酯的微观结构和宏观性能的影响。采用红外光谱和小角X射线散射表征了材料的氢键作用和相结构;采用差示扫描量热法、动态热机械分析和拉伸物理方法表征了材料的热性能和力学性能;结合耗散粒子动力学(DPD)模拟,从另一方面说明了3种热塑性聚氨酯材料的相结构。结果表明,随着所用聚醚分子量的增加,聚氨酯的微相分离程度增加,硬段之间的氢键作用更强,链段紧密排列聚集形成大尺寸的硬段相区;高分子量聚醚基聚氨酯的力学性能表现最好,具有更高的熔点,与模拟结果保持一致。

一种声学覆盖层用弹性防护涂层的制备及性能研究

以液化MDI、端氨基聚醚、胺类扩链剂等原材料制备了一种用于橡胶类声学覆盖层表面的弹性聚脲防护材料,并对该材料进行阻燃性能改性。考察了该喷涂聚脲材料的力学性能、声学性能、耐环境性能以及阻燃性能。结果表明,该材料力学性能和耐环境性能优异,阻燃改性后材料的氧指数可以达到27。在配合专用底漆后,该材料与声学覆盖层的附着力良好,可以对声学覆盖层提供有效防护。

基于时温等效的聚脲动态粘弹特性及抗冲击性能研究

通过准静态力学性能实验和动态热机械实验研究Q411T聚脲材料的基本力学性能和动态热机械性能;基于时温等效原理(TTS)拟合Q411T聚脲的损耗模量、储能模量主曲线,研究Q411T聚脲吸能特性。采用4 kg钢球进行落球冲击试验,通过DH5960动态信号测试分析系统采集钢板在冲击荷载作用下的应变时程曲线,分析有无防护涂层的钢板抗冲击防护效果。结果表明:Q411T型聚脲材料具有良好的力学性能和抗冲击能力,材料的玻璃化转变温度为-20℃,损耗因子的峰值为0.18,在常温状态下材料的损耗因子大于0.12,具有一定的吸能特性;落球冲击试验表明,在钢板迎撞面喷涂2 mm Q411T涂层可以有效抑制结构变形,试样挠度下降45%,钢板抗冲击性能显著提高。

抗爆型聚脲在混凝土板的防爆应用研究

为深入探讨抗爆型聚脲应用在建筑物中的防护效果,首先对抗爆型聚脲进行拉伸实验,研究在不同应变率下的力学性能;然后测试动态热机械性能,探讨其吸能水平,并推算在高频高温下材料的服役性能;最后对混凝土靶板进行实爆试验,分析宏观破坏形貌和微观损伤机制。结果表明:抗爆型聚脲表现出良好的应变率效应,宽范围的弹性阶段和应力滞后现象有助于提高自身吸能水平,其损耗因子在低频和高频的应力作用下均维持在0.24左右,4 mm抗爆型聚脲涂层混凝土靶板的迎爆面和背爆面涂层的脱落面积分别约为20%和2%,靶板的最大位移分别为1.9 cm和0.9 cm,其中背爆面的防护方式效果最优。爆炸试验证明,抗爆型聚脲涂层可以通过其自身的拉伸变形和吸能耗能等方式,实现对混凝土板的有效防护。

扩链系数对PUE力学性能的影响

以聚丙二醇、对苯二异氰酸酯及扩链剂1,4-丁二醇为原料,采用预聚体法制备了一系列聚氨酯弹性体(PUE),研究了扩链系数对PUE力学性能、高低温性能等的影响。结果表明,在扩链系数0.95至1.07范围内,随着f值增加,材料的拉伸强度、撕裂强度和硬度先增后降。当f值为0.98时,材料在常温下和100℃热态的力学性能表现均最好,f值的增加会降低材料的耐低温性能。

阻燃剂种类对聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇PPG2000和N330、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)为原料合成预聚体组分,以多元醇PPG2000和N330、扩链剂3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)以及乙二醇(EG)配制多元醇组分。添加阻燃剂,通过半预聚体法合成聚氨酯弹性体(PUE)。通过改变阻燃剂的种类,研究其对PUE性能的影响。研究发现,阻燃剂能够明显改善PUE的阻燃性能,但是降低了PUE的拉伸强度和撕裂强度;根据锥形量热仪的分析,改性聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)作为复配阻燃剂可以有效降低PUE的生烟速率、热释放速率和总热释放量;阻燃剂的加入在一定程度上会降低材料的体积电阻率。

回归分析法研究混炼型聚氨酯橡胶的性能

采用回归分析法研究炭黑N330和硫黄用量对混炼型聚氨酯(MPU)胶料性能的影响。结果表明:在本工作设定的范围内,当硫黄用量固定时,随着炭黑N330用量增大,MPU胶料的硬度、100%定伸应力、撕裂强度和DIN磨耗体积提高,拉伸强度、拉断伸长率和回弹值降低;当炭黑N330用量固定时,随着硫黄用量增大,MPU胶料的硬度没有明显变化,拉伸强度略降低,拉断伸长率和撕裂强度先提高后降低,回弹值下降;当炭黑N330用量较低时,DIN磨耗体积随着硫黄用量增大而增大;根据回归分析法建立的数学模型可以较准确地预测MPU胶料各项性能随硫黄和炭黑用量变化而变化的趋势。

环保热敏延迟催化剂在浇注型聚氨酯弹性体中的应用

以碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(CDMDI-100L)、聚氧化丙烯二醇(PPG)和醇类交联剂为原料,常温混合后在不同的温度固化,评估了新型环保热敏延迟催化剂AUCAT-RM301的热敏延迟性能及对聚氨酯弹性体的成型工艺和物理性能的影响,并与有机汞、有机铋催化剂进行对比。结果表明:在中高温固化体系中采用AUCAT-RM301为催化剂,有明显的热敏延迟性,体系对水分不敏感,凝胶时间长,后期成型快,具有良好的操作性与较好的制品性能,为聚氨酯弹性体的应用拓展了新途径。

聚氨酯中PTMG/PNA比例对塑胶跑道材料性能的影响

以聚醚三醇330N、聚醚二醇220A、聚四氢呋喃二醇PTMG2000和聚酯二醇PNA2000与4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料反应合成聚氨酯预聚体,再加入HDI(1,6-六亚甲基二异氰酸酯)三聚体、增塑剂ATBC和催化剂T-12制备单组分聚氨酯胶,然后与橡胶颗粒混合制备塑胶跑道材料。考察了PTMG2000与PNA2000质量比对塑胶跑道试片的力学性能、冲击吸收、垂直变形及耐老化性能的影响。结果表明,当PTMG2000与PNA2000的质量比为30/20时,塑胶跑道试片的拉伸强度和冲击吸收最高,断裂伸长率最低,热氧老化后的拉伸强度和冲击吸收降低值最小;当PTMG2000与PNA2000质量比为20/30时,垂直变形最小。

醛亚胺改性天冬聚脲美缝剂的制备及性能

采用醛亚胺改性天冬聚脲树脂为主体,脂肪族异氰酸酯为固化剂,研制出一种具备长活化期、快速干燥和超高固含量的改性天冬聚脲美缝剂。并考察了不同醛和用量对美缝剂性能的影响,结果表明羟基新戊醛改性摩尔分数为20%时,所制备的改性天冬聚脲美缝剂具有固含量达99.5%以上,施工时长60 min以上,表干20 min以内,该漆膜的耐黄变性、耐磨性能和力学强度表现优异,是一种优秀的环保型长效高端美缝材料。

高强度单组分聚脲涂料的制备与性能研究

基于潜固化技术路线,考察制备不同二元伯胺、不同小分子醛、NCO与醛亚胺物质的量比和催化剂对单组分聚脲的性能影响。结果表明:二元伯胺为间苯二甲胺,小分子醛为异丁醛,-NCO与醛亚胺物质的量比为2.2∶1,无催化剂添加时为最佳工艺条件。所制备单组分聚脲具有拉伸强度大于40 MPa,断裂伸长率大于400%,撕裂强度大于120 N/mm的高强度力学性能,储存稳定性半年以上。

异氰酸酯指数对蓖麻油基聚氨酯弹性体性能的影响

以蓖麻油和其衍生物多元醇、液化MDI与2-乙基-1,3-己二醇为原料,通过一步法制备了异氰酸酯指数(R值)≥1.0的聚氨酯弹性体(PUE)。通过溶胀度、力学性能、差示扫描量热、热失重、吸水率和水解性能测试,研究了R值对PUE性能的影响。结果表明:增大R值可以提高PUE交联密度,从而使得其拉伸强度和软段玻璃化转变温度提高,断裂伸长率和吸水率减小;在70℃不同水介质中水解30 d后,PUE在碱液中水解最为严重,R值≥1.2时,PUE质量损失率<0.5%,拉伸强度保持率≥92%。

聚醚-聚硅氧烷嵌段共混聚氨酯弹性体的研究

用共聚混合法制成聚硅氧烷-聚醚型嵌段聚氨酯,结果表明:在聚合物主链引入硅氧烷后,弹性体力学性能略有升高,对三元乙丙橡胶,异戊二烯橡胶的粘合剥离强度得到提高。NCO/OH当量比、硅氧烷和MOCA用量对材料的物理性能有很大的影响。DSC的分析表明,引入的聚硅氧烷链段主要分布于弹性体分子中的软段,使弹性体的相分离更加明显。

聚醚型聚氨酯橡胶的合成及浇注工艺的研究

通过聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)预聚后,用3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)扩链合成浇注型聚氨酯弹性体,研究了不同分子量聚醚和NCO基因含量以及MOCA用量对聚氨酯断裂伸长、抗张强度、硬度等各项力学性能的影响。并且通过选用适当的催化体系和添加第三组分的办法,在保证聚氨酯综合性能的前提下大大延长了混合后釜中寿命,有利于较大制品的浇注成型,为利用常见原料和设备合成高模量聚氨酯弹性体提供了方法。

聚氨酯橡胶水解稳定剂——环氧化合物

概述了聚氨酯橡胶水解稳定剂——环氧化合物的品种、特点、制备和使用方法,以及稳定剂的应用效果等。同时指出,环氧化合物的稳定效果优于碳化二亚胺。

接触爆炸作用下抗爆型喷涂聚脲防护钢筋混凝土板爆炸试验和数值模拟

为研究接触爆炸荷载作用下Qtech T26抗爆型喷涂聚脲(T26聚脲)防护钢筋混凝土板(RC板)的抗爆性能和损伤机制,对有无T26聚脲防护RC板进行爆炸试验,通过扫描电子显微镜(SEM)对T26聚脲防护RC板的典型损伤区域进行微观分析。基于T26聚脲力学性能及爆炸试验建立有限元模型进行数值模拟,并与试验结果进行对比。研究结果表明:T26聚脲与RC板界面附着较好,可以抵抗界面拉伸波的作用,并实现对RC板损伤和变形的抑制;RC板在大当量爆炸荷载作用下的损伤以冲切破坏为主,T26聚脲宏观及微观损伤特点均表明背爆面变形起始位置为RC板冲切变形边缘区域,且会由于应变率效应发生脆性开裂;结合有限元模拟与爆炸试验,T26聚脲可以提高RC板的抗爆性能,并通过材料的高强、高韧、高阻尼特性实现10 kg TNT接触爆炸作用零破片的防护目标,在爆炸防护领域具有重要工程应用价值。

喷涂聚氨酯-脲-酰亚胺弹性体的合成及应用

以均苯四甲酸酐(PMDA)、碳化二亚胺改性MDI(L-MDI)、聚醚多元醇、蓖麻油、端氨基聚醚、小分子二胺等合成了喷涂聚氨酯-脲-酰亚胺弹性体。通过ATR、TGA、DMA、SEM、力学性能等测试,发现当A组分中NCO基质量分数在13%左右,多元醇(GEP)/蓖麻油(CTO)质量比为80∶20时,产品具有较好的力学性能和施工性能,且PMDA含量增加对产品耐热性有改善,储能模量、损耗模量也均有提高,但对损耗因子影响不明显。该弹性体应用于卫浴产品获得了良好的效果。