一种基于亚胺键的兼具阻尼和自修复性能的聚氨酯材料

以乙二胺和水杨醛为原料,合成了具有双亚胺键结构的芳香类化合物乙二胺席夫碱(ESS),红外光谱和核磁对其结构进行了表征,证明该化合物成功合成。然后以ESS为扩链剂制备了聚氨酯(EPU),采用红外光谱分析了其结构组成,热失重分析和动态力学热分析研究了聚氨酯的热稳定性及阻尼性能,利用力学性能测试及光学显微观察对自修复性能进行表征,分析了亚胺键以及不同添加比例对聚氨酯性能的影响。结果表明,EPU的有效阻尼温域可达到-5~100℃。根据时温等效原理,有效频率范围可以外推至0.1~103Hz,表现出优异的阻尼性能。EPU具有优异的力学性能,拉伸强度为11.97~16.89 MPa,断裂伸长率为726%~498%。同时EPU在温和的刺激条件下表现出良好的自修复性能,40℃修复12 h,可恢复87.9%的力学性能。60℃修复5 min,表面划痕可以愈合,在酸性条件下,EPU的修复能力更好。

硬段调控对PPG-MDI型阻尼聚氨酯力学和热稳定性能的影响

利用二甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇(PPG)、二甲硫基甲苯二胺等为原料制备硬段质量分数分别为20%、30%、40%和50%的聚氨酯(PU)样品,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究其结构组成和微相分离,热重分析(TGA)和差式扫描量热仪(DSC)分析其热性能和结晶性能,动态力学分析(DMA)研究样品的力学性能和阻尼因子(tanδ)。结果表明:PPG与MDI合成的PU并未产生结晶,硬段含量的增加会提高PU的微相分离程度和拉伸强度,但阻尼因子明显降低。其中PU-50的拉伸强度达到17.27 MPa,约为PU-20的26倍。而PU-20的阻尼因子峰值达到1.01左右,硬段含量对聚氨酯的力学性能和阻尼性能均存在较大影响。