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。

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。

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。

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。

空心玻璃微珠对聚氨酯介电性能的影响

以空心玻璃微珠为无机填料,通过与聚氨酯采取物理混合的方法,经过真空除泡,浇注,高温固化,制备获得聚氨酯/玻璃微珠低介电常数复合材料。通过测试不同含量、不同粒径以及不同湿度下玻璃微珠/聚氨酯材料的介电常数,分析玻璃微珠对聚氨酯材料介电性能的影响。结果表明:添加适当比例的空心玻璃微珠,聚氨酯材料能够在保持较好机械性能的情况下获得更低的介电常数。当空心玻璃微珠含量为15%时,复合材料在保持材料原有力学性能的同时,频率106Hz时的介电常数由3.9降低到2.5左右。当复合材料在空气湿度较大的环境时,经过表面改性的复合材料的介电常数稳定性相比于未改性的稳定性好;玻璃微珠的粒径越小,复合材料的介电常数越低。

漆酚改性凹凸棒石载铜抗菌剂制备及在TPU中应用

以酸活化凹凸棒石为载体,漆酚为表面修饰剂,CuCl_(2)为铜离子源,制备了凹凸棒石载铜抗菌剂,并通过熔融共混挤出制备了抗菌热塑性弹性体(TPU)材料。着重研究了漆酚改性对凹凸棒石Cu^(2+)载量的提升作用,以及漆酚改性前后凹凸棒石负载Cu^(2+)抗菌剂对TPU物理性能和抗菌性能的影响。结果表明,漆酚的配位作用有效提升了凹凸棒石载铜能力,漆酚改性后凹凸棒石载铜负载量从13.7 mg/g提升至45.6 mg/g。漆酚与TPU基体有良好的相容性,漆酚改性的凹凸棒石载铜抗菌剂在TPU基体中呈良好分散性,在赋予TPU优异抗菌性能的同时可以有效提升材料的拉伸强度。添加1%漆酚改性凹凸棒石载铜抗菌剂时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均为100%,材料的拉伸强度从34.14 MPa提升至43.27 MPa。

慢反应型聚脲用低活性端氨基聚醚的合成及表征

采用不同低聚物二醇和对氨基苯甲酸乙酯为原料,不同催化剂催化酯交换反应制备了对氨基苯甲酸酯封端聚醚,即低活性端氨基聚醚(ATPE),并与不同异氰酸酯反应制备了聚脲涂膜。对采用聚四亚甲基醚二醇(PTMG1000)制备的低活性ATPE产物LPT-1000进行了表征,讨论了催化剂种类、自制催化剂用量对聚脲涂膜力学性能的影响,并考察了低聚物二醇制备的低活性ATPE与不同多异氰酸酯反应的凝胶时间。结果表明,由质量分数0.003%的自制碱性主/助复合催化剂制备的LPT-1000与甲苯二异氰酸酯(TDI-80)制备得到的聚脲涂膜拉伸强度和断裂伸长率分别可达到54.4 MPa和540%,各种低活性ATPE与多异氰酸酯反应的凝胶时间可在10~180 min之间调节,为制备高理化性能的慢反应型聚脲下游产品奠定了基础。

硬段含量对PCL/PPDI型PUE性能的影响

以对苯二异氰酸酯(PPDI)、聚己内酯二醇(PCL)及扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用预聚体法合成了聚氨酯弹性体(PUE),研究了硬段含量对PUE硬度、常温及高温下力学性能、热性能等各项性能的影响。结果表明,随着硬段含量的提高,PUE材料的硬度、拉伸强度、高温拉伸强度和撕裂强度增大,拉断伸长率降低;PUE材料的玻璃化转变温度(Tg)提高。

扩链剂EG/BDO配比对聚醚/聚酯基PUE性能的影响

以聚醚三醇330N和聚碳酸酯二醇(PCDL)混合多元醇为软段、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为异氰酸酯组分、乙二醇(EG)和1,4-丁二醇(BDO)为混合扩链剂,采用预聚法制备了聚醚/聚酯基聚氨酯弹性体(PUE)。讨论了EG/BDO质量比对PUE微相分离结构、刚性、阻尼性能、热稳定性及力学性能的影响。结果表明,随着EG含量增加,PUE的微相分离程度增加,刚性增加,阻尼性能提高;引入EG扩链剂后,PUE的热稳定性降低;当EG/BDO质量比为70∶30时,所得PUE综合力学性能较优。

快固型亲水性聚氨酯弹性体的性能影响因素研究

采用预聚体法合成了一种快速固化、亲水性聚醚型聚氨酯弹性体。研究了亲水性聚醚多元醇配比、异氰酸酯种类、NCO含量、扩链剂种类和催化剂用量等对聚氨酯弹性体力学性能与遇水膨胀性能的影响。结果表明:当聚醚多元醇PL23与PL34的质量比为80/20,采用TDI-100为二异氰酸酯原料,预聚体的NCO质量分数为3.0%,以二乙基甲苯二胺(DETDA)为扩链剂与聚醚混合配制固化剂组分,且催化剂质量分数为0.15%时,所制备的聚氨酯弹性体综合性能最好。

聚氨酯弹性体分子结构对阻尼及力学性能的影响

为获得深水环境用减振降噪聚氨酯弹性体(PUE),选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)和三乙醇胺(TEA)为原材料浇注制备了PUE,探究硬段含量、R值和合成方法对PUE阻尼性能和压缩模量的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,PUE的tanδ峰值减小,压缩模量增强;随着R值的增加,Tg增大,压缩模量先增大后降低,R=2时达到峰值。预聚体法和一步法对合成出PUE的tanδ的影响较小,但预聚体法合成PUE的压缩模量明显优于一步法。增加分子链刚度、氢键化程度和硬段微区分布均匀程度可以有效提升PUE的压缩模量,但会导致阻尼性能下降。

工程隔振用聚氨酯微孔弹性体的研制

以改性MDI(MM103C)、HDI三聚体(HI100)、组合聚醚多元醇YZ-2101、聚合物多元醇POP-36/28、聚醚多元醇330N、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1,4-丁二醇(BDO)和发泡剂等为原料,采用半预聚体法制备了工程隔振用聚氨酯微孔弹性体材料,研究了材料密度和硬段含量对微孔弹性体性能的影响。结果表明,随着密度的增加,微孔弹性体拉伸强度、断裂伸长率逐渐增大;随着硬段含量的增加,微孔弹性体的拉伸强度和静刚度逐渐升高,断裂伸长率逐渐减小,压缩永久变形率和动静刚度比先降低后升高,硬段质量分数40%时达到最低值,分别为6.5%和1.22。

基于金属配位键交联的聚肟氨酯的制备与性能研究

采用丁二酮肟(DMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)合成了线性室温自愈合的聚肟氨酯(DOU-PU),接着将不同的金属离子(Cu^(2+)和Zn^(2+))分别引入DOU-PU分子链中,得到含有不同金属配位键的Cu-DOU-PU、Zn-DOU-PU弹性体,探究金属离子对弹性体力学性能及自愈合性能的影响。结果表明:DOU-PU的拉伸强度达到7.3 MPa,室温自愈合16 h的拉伸强度恢复率达到82.2%,Cu-DOU-PU和Zn-DOU-PU弹性体的拉伸强度分别是DOU-PU的1.73和2.64倍,室温自愈合16 h自愈合率分别在64.6%和65.8%。金属配位键的存在提高了弹性体的玻璃化转变温度,降低了热分解温度。

一种耐低温喷涂聚脲弹性体的制备

采用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100、MDI-50)、液化MDI(LMDI)与聚己内酯二醇PCL-2102合成的半预聚物为A组分,R组分中的反应性原料为端氨基聚醚D2000、聚醚二醇TDiol-2000、聚己内酯二醇PCL-2202中的一种以及芳香族二胺E-100,通过H-XP3型聚脲喷涂机制备了几种喷涂聚氨酯脲弹性体。讨论了A组分NCO含量和异氰酸酯种类、R组分中低聚物种类对聚氨酯脲弹性体玻璃化转变温度及力学性能等的影响,并与极地条件的指标要求进行对比。结果表明,A组分NCO质量分数为12.6%,异氰酸酯采用MDI-50,R组分采用D2000时,制备的喷涂聚脲弹性体拉伸强度为12.3 MPa,断裂伸长率为605%,撕裂强度为65 kN/m,玻璃化转变温度为-68℃,可满足极地条件下的使用需求。

汽车外嵌缝用聚氨酯密封胶的耐老化性能研究

通过对固化后的聚氨酯密封胶在紫外线、热、湿热、水和户外自然老化后的拉伸性能和表面老化性能考察,研究了聚醚多元醇、增塑剂、填料、抗老化稳定剂等因素对汽车外嵌缝用聚氨酯密封胶耐老化性能的影响。结果表明,光老化是产生“流黑水”现象的主要外在因素,并且密封胶固化物本体的耐老化性能与表面耐老化性能不一致,原料和助剂对耐老化性能有影响。

NDI/MDI质量比对PUE性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及扩链剂1,4-丁二醇为原料,采用预聚体法合成聚氨酯弹性体(PUE),研究了NDI/MDI质量比对PUE常温及高温下力学性能、热性能、动态力学性能等性能的影响。结果表明:随着NDI/MDI质量比的增大,PUE的玻璃化转变温度逐渐降低,耐热性能逐渐增强,损耗因子降低。当NDI/MDI的质量比为1/1时,PUE在常温和高温下的综合力学性能表现最好。

盾构掘进机主驱动聚氨酯密封件的制造与性能

研究了盾构掘进机主驱动聚氨酯密封材料的配方组成、主驱动密封性能及其产品成型工艺,并进行了相关成品技术试验验证。结果表明,研制的聚氨酯材料性能满足其技术指标要求,成品接头性能可靠,工艺稳定,达到进口水平。