路用聚氨酯胶结料的抗紫外老化性能

路用聚氨酯(PU)胶结料在工程应用中不可避免地会遭受紫外照射的影响。为此,采用紫外老化试验箱模拟自然老化过程,以影响路用性能的拉伸性能和黏弹性(基于温度扫描和频率扫描的动态热力学性能)为评价指标,研究老化下路用PU胶结料性能的演化规律,并通过红外光谱和电子扫描显微镜揭示其老化机理;同时,通过调整PU的组分配比(多元醇/异氰酸酯的质量比为100/80,100/65,分别记为PU-Ⅰ,PU-Ⅱ),揭示不同异氰酸酯组分含量对PU紫外老化性能的影响规律与机理。试验表明:紫外老化对PU拉伸强度和断裂伸长率的影响主要表现在老化前期,老化中后期性能保持相对稳定甚至有所回升,如PU-Ⅰ的残余强度在老化28d后恢复至98.8%;紫外老化并未明显降低PU的拉伸模量,反而提高了其拉伸模量,如老化28d后PU-Ⅰ的拉伸模量提升了近一倍;紫外老化提高了PU的储能模量和玻璃化转变温度(Tg),增大了低频区PU的复数模量和黏弹比,降低了中高频区PU的复数模量和黏弹比,特别是PU-Ⅰ。上述PU性能的演化机理主要包括塑化、分子链断裂和物化交联,其中物化交联主要包括较强氢键形成而产生的物理交联、后固化以及水分子与未反应的-N=C=O官能团反应而引起的化学交联;异氰酸酯含量的适当增加,增强了物化交联作用,可以提高PU的抗老化能力。总之,研究成果为PU胶结料在道路工程领域中的应用奠定了一定的基础。