PEG/PTMG共聚醚型聚氨酯弹性体制备工艺的研究

以聚乙二醇(PEG)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段、1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯(HDC)为硬段、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂、1,4丁二醇为扩链剂,采用酯交换缩聚法制备共聚醚型聚氨酯弹性体(CEUs)。通过一系列单因素对比实验,探讨了物料配比、预聚温度、预聚时间、缩聚温度和缩聚时间等对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,在物料配比n(PTMG+PEG)∶n(HDC)∶n(BDO)=1.0∶0.9∶0.1、预聚温度为130℃、预聚时间为45 min、缩聚温度为175℃、缩聚时间为180 min的条件下,聚氨酯弹性体的断裂拉伸强度为61 MPa,断裂拉伸率为2718%。

有机硅改性共聚醚型聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以2,4-甲苯二异氰酸酯、四氢呋喃环氧丙烷共聚醚多元醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷和有机硅二醇为原料,采用预聚体法合成了有机硅改性的聚氨酯弹性体。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其分子结构进行了表征。通过应力应变性能测试和耐水实验对有机硅改性聚氨酯弹性体的力学性能和耐水性能进行了研究。结果表明,有机硅二醇的引入可使聚氨酯弹性体的拉伸强度和撕裂强度有所提高,断裂伸长率下降,硬度基本不变,吸水率下降幅度较大。

THF-PO共聚醚型聚氨酯弹性体性能的研究

以四氢呋喃-环氧丙烷（THF—PO）共聚醚、TDI、MOCA为原料，制备了聚氨酯（PU）弹性体。研究了THF—PO共聚醚相对分子质量、NCO含量、扩链剂用量、硫化时间和硫化温度的不同对THF—PO共聚醚型PU弹性体力学性能的影响。结果表明，NCO含量相同时，THF—PO共聚醚相对分子质量高，其PU弹性体的硬度、伸长率和冲击弹性高，而拉伸强度低。共聚醚相对分子质量相同时，NCO含量增加，其PU弹性体的硬度、拉伸强度、300％模量和撕裂强度增加，伸长率下降。当扩链剂系数R在0．80～0．95、硫化温度在100clC、硫化时间为15h时，PU弹性体力学性能最好。

新型PTMG-PO共聚醚聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以一种新型聚四亚甲基醚二醇-环氧丙烷(PTMG-PO)共聚醚为原料,制备了浇注型聚氨酯(PU)弹性体,与不同软段的产品进行了分析比较。结果表明,提高预聚体NCO基含量,PTMG-PO聚氨酯弹性体的硬度和强度增加,伸长率下降。提高PTMG-PO相对分子质量,硬度升高,而拉伸强度降低。PTMG-PO弹性体的力学性能优于THF-PO性能。红外分析表明,PTMG-PO和THF-PO共聚醚结构单元基本相同;热分析结果显示,高相对分子质量的PTMG-PO弹性体的玻璃化转变温度低,耐热性差。

环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚基热塑性聚氨酯弹性体氢键体系的定量研究

氢键为热塑性聚氨酯弹性体内的重要键合力特征。该文基于氢键所引起基团的频移 ,以FTIR为主要的研究手段 ,并结合通过动态力学性能(DMA)研究所建立的评估硬段与软段之间混溶的定量方程 ,对所合成的以环氧乙烷 -四氢呋喃无规共聚醚、2 ,4_甲苯二异氰酸酯以及1,4_丁二醇为原料的热塑性聚醚聚氨酯弹性体的氢键体系进行了定量化研究。结果表明 ,大约有30 %的硬段混溶进入软段相与软段的醚氧产生氢键作用 ,主要的氢键包括硬段羰基与硬段氨基之间的氢键以及硬段烷氧与硬段氨基之间的氢键 ,仍发生在硬段岛区内。

聚己内酯-共聚醚制备聚氨酯弹性体的研究

以聚己内酯、四氢呋喃－环氧丙烷共聚醚、甲苯二异氰酸酯、ＭＯＣＡ等为原料，制备了浇注型聚氨酯弹性体。研究了聚己内酯与共聚醚的比例、ＮＣＯ质量分数、增塑剂与ＭＯＣＡ用量比例对弹性体力学性能的影响。以最佳工艺条件制得的弹性体，其性能为：邵尔Ａ型硬度５７～５８，３００％模量３．８～３．９ＭＰａ，拉伸强度１８．５～１９．５ＭＰａ，扯断伸长率４５０％～４６０％，撕裂强度２８～３０ｋＮ／ｍ。

三臂聚乙二醇/四氢呋喃星形嵌段共聚醚的合成及其聚氨酯弹性体的力学性能

以三臂聚乙二醇为引发剂、三氟化硼乙醚络合物为催化剂,在少量环氧丙烷助开环的条件下催化四氢呋喃进行正离子聚合,直接在聚乙二醇末端接上聚四氢呋喃醚链段,制备出了端羟基三臂星形嵌段共聚醚。通过红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对产物进行了表征,并测定了其相对分子质量和黏度。以合成的三臂星形共聚醚为原料,通过一步法制备了聚氨酯弹性体,研究了其力学性能。结果表明,对三臂星形共聚醚聚氨酯弹性体扯断伸长率的影响程度从大到小依次为固化温度、固化参数R值、1,4-丁二醇与星形共聚醚中的羟基比及催化剂用量,对拉伸强度的影响程度从大到小依次为固化参数R值、固化温度、1,4-丁二醇与星形共聚醚中的羟基比及催化剂用量。在固化参数R值为1.3、1,4-丁二醇与共聚醚中的羟基摩尔比为3/1、催化剂用量为共聚醚质量的0.6%、固化温度为65℃时所制备聚氨酯弹性体的力学性能较好,扯断伸长率可达2 553%,拉伸强度为3.02 MPa。与线型共聚醚相比,用所合成三臂星形共聚醚制备的聚氨酯弹性体具有更好的力学性能。

PTHF-PPO共聚醚的合成及其聚氨酯弹性体性能研究

以大分子聚四氢呋喃醚二醇为起始剂,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,环氧丙烷经阳离子开环聚合,直接在聚四氢呋喃醚二醇的两端接上了聚环氧丙烷的链段,从而制备出了一种全新结构的聚四氢呋喃-聚环氧丙烷(PTHF-PPO)端羟基嵌段共聚醚。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物进行了表征,凝胶渗透色谱测出了产物的相对分子质量。并以合成的PTHF-PPO共聚醚为原料制备出了聚氨酯弹性体,研究了PTHF-PPO聚氨酯弹性体的力学性能和热性能,结果发现,PTHF-PPO聚氨酯弹性体综合力学性能较好,玻璃化转变温度(T g=-62.59℃)较低,热稳定性好。

以混合聚醚为软段的含能热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

采用熔融二步法合成了以聚叠氮缩水甘油醚（GAP）和聚环氧乙烷-四氢呋喃共聚物（PET）为软段,以2,2-二叠氮甲基-1,3-丙二醇和HMDI为硬段,硬段含量为55%的混合聚醚型含能热塑性聚氨酯弹性体（ETPUE）,通过FTIR、DSC、DMA及机械性能测试对该弹性体进行了结构和性能表征,发现所合成的ETPUE具有GAP含能弹性体的特征,具有明显的相分离,ETPUE中PET的引入使GAP的Tg降低,在PET含量达到软段总质量的30%时,能观察到PET的玻璃化转变,在所研究的温度范围内,所合成ETPUE没有明显的结晶。同时结果表明,ETPUE中引入PET后,硬段的Tg具有先降低后升高的规律,软段中PET的含量增加,ETPUE的拉伸强度呈现下降的趋势,断裂延伸率有升高的趋势,当软段中PET的含量达到30%~40%时,其综合性能较优。

PU弹性体用四氢呋喃—环氧丙烷共聚醚二醇的生产

介绍了四氢呋喃—环氧丙烷共聚醚二醇的生产原理及工艺，并对生产中影响其收率的因素进行了初步分析。

聚醚二醇对耐低温聚氨酯弹性体性能的影响研究

使用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等为原料,通过预聚体法制备了一种密封件用聚氨酯弹性体。研究了不同聚醚二醇、扩链剂、增塑剂用量以及预聚体NCO含量对聚氨酯力学性能和低温性能的影响。结果表明:使用3-甲基四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇(3MCPG系列)的聚氨酯弹性体的低温弹性优于聚四氢呋喃型聚氨酯的,-40℃下的压缩耐寒系数可达0.43以上;NCO质量分数为4.0%的3MCPG-1410-TDI预聚体以异氰酸酯指数1.1用MOCA扩链,可制得综合性能优良的聚氨酯弹性体;动态力学分析数据证明,在3MCPG-MOCA-TDI聚醚型聚氨酯中,软段玻璃化转变温度可低达-51℃。

聚醚聚氨酯弹性体及其老化性能研究

以三羟基四氢呋喃环氧丙烷共聚醚 (JF)、甲苯二异氰酸酯 (TDI)、一缩二乙二醇 (DEG)、白碳黑为原料 ,采用一步法合成了聚醚聚氨酯弹性体。研究了扩链比例 ,异氰酸酯指数、白碳黑含量对弹性体性能的影响 ,进行了正硫化点和加速老化试验 ,测试了弹性体的力学性能和粘度变化。结果表明 ,一缩二乙二醇(BC)和三羟基四氢呋喃环氧丙烷共聚醚 (JF)的羟基比例控制在 2 .5 ,异氰酸酯指数为 1.2 0 ,白碳黑含量为10g ,固化温度为 70℃ ,固化时间为 10h ,可以获得工艺性能良好 。

生物技术在浇注型聚氨酯弹性体中的应用

近期,COIM美国公司(COIM USA)和汤姆森研究会(Thomson Research Associates)研究了MDI-酯、TDI-酯、MDI-醚和TDI-醚4种类型的浇注型聚氨酯弹性体对真菌和细菌暴露的抵抗性和稳定性。在进行巴西曲霉/黑曲霉、霉短梗霉、球形毛霉、嗜松霉/青霉菌和病毒木霉等菌种参与的真菌实验和金黄色葡萄球菌参与的细菌实验后发现,添加质量分数0.3%的杀菌剂可以提供良好的抗微生物侵蚀能力;同时,醚基浇注型聚氨酯弹性体比酯基浇注型制品对微生物攻击具有更好的稳定性。

序列结构与结晶行为对聚氨酯弹性体力学性能的影响

通过定量核磁共振碳谱(13C-NMR谱)、广角X射线衍射(WAXD)和差示扫描量热分析(DSC)对不同数均相对分子质量的环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚P(E-co-T)的序列结构和结晶性能进行了研究;以不同的P(E-co-T)无规共聚醚制备了一系列热固性聚氨酯弹性体,并对其网络结构和力学性能进行了研究。定量13C-NMR确认了P(E-co-T)无规共聚醚分子链中存在[THF]n微嵌段结构,并计算了不同相对分子质量P(E-co-T)无规共聚醚中微嵌段的含量。WAXD和DSC结果表明,等摩尔组成的P(E-co-T)无规共聚醚在-40℃时发生了结晶,且不同相对分子质量P(E-co-T)无规共聚醚的结晶能力与其分子链中[THF]n微嵌段结构的含量密切相关。聚醚聚氨酯弹性体的力学测试结果则表明,20℃和60℃时,随着聚醚相对分子质量的增加,聚氨酯弹性体的拉伸强度逐渐降低,断裂延伸率逐渐增加;然而,-40℃时则表现出截然相反的变化趋势。-40℃时聚醚聚氨酯弹性体结晶能力的差异是导致其低温力学性能不同的主要原因。

HTPB和PET聚氨酯弹性体表面性质表征

采用接触角、衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和SEM等表面表征技术研究了HTPB和PET聚氨酯弹性体的表面酸碱性质及表面状态信息。接触角结果表明,HTPB/TDI、HTPB/IPDI、PET(p)/N-100和PET(t)/N-100弹性体表面呈Lewis碱性,以PET与N-100反应得到的弹性体表面碱性分量远大于HTPB与TDI或IPDI反应得到弹性体,其中PET(t)与N-100反应得到的弹性体表面碱性分量最大。ATR-FTIR结果表明,PET弹性体比HTPB弹性体固化反应更完全,4种弹性体表面都出现了新生成的氨基甲酸酯的吸收峰,这种生成的基团使得4种弹性体表面呈现Lewis碱性特征。表面SEM结果显示4种弹性体表面的平整性很好,断面SEM结果显示HTPB弹性体的断面规整,而PET弹性体的断面呈现不规整的形貌。

共聚醚酯型TPEE热处理温度的研究

对ＴＰＥＥ在不同温度下热处理过程中η＿（ｓｐ）／Ｃ与一ＣＯＯＨ含量的变化的研究表明，热处理过程中存在着链增长与链降解两种反应，低湿下以链增长为主，高温下链降解占优势。当温度在１００～１３０℃热处理时，链增长与降解出现动态平衡，比浓粘度及端羧基含量基本无变化。经热处理后试样的耐热性变差。

碳纳米管/P(E-CO-T)热固性聚氨酯弹性体的制备及性能研究

以羟基化碳纳米管（CNT-OH）为交联剂,环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚（P（E-CO-T））为预聚物,甲苯二异氰酸酯（TDI）为固化剂,制备了碳纳米管（CNT）交联改性的P（E-CO-T）热固性聚氨酯弹性体,并进行了相关性能表征。当CNT-OH的质量分数为1.5%时（质量分数）,弹性体拉伸强度可达12MPa,延伸率为750%;溶度参数为21.43J^1/2/mL^1/2,与常用硝酸酯增塑剂的溶度参数相差均小于2J＾1/2/mL＾1/2,表现出良好的相溶性;玻璃化转变温度（Tg）为-50℃;在玻璃化转变区域,弹性体的储能模量（E′）降低,损耗模量（E′）出现峰值,力学损耗（tanδ）不断增大。在-18℃～20℃之间E＇出现肩峰,归属于氨基甲酸酯硬段的玻璃化转变。

聚乙二醇对四氢呋喃共聚醚/多官能度异氰酸酯粘合剂体系固化反应动力学和力学性能的影响

为了提高四氢呋喃共聚醚(PET)/多官能度异氰酸酯(N-100)粘合剂体系的力学性能,在体系中分别添加不同量的聚乙二醇(PEG200),制备PET/PEG/N-100聚氨酯弹性体胶片。分别利用非等温差示扫描量热法(DSC)和单轴拉伸实验,研究了其固化反应的动力学和力学性能。结果表明,PEG200的端羟基与异氰酸酯基团的反应活性要高于PET;PEG200的加入能提高粘合剂体系的反应活性;当异氰酸酯基团与羟基基团的物质的量比(R值)为1.2时,PET/N-100聚氨酯弹性体的力学性能较佳;当PEG与PET的羟基物质的量比为1∶1时,聚氨酯弹性体的力学性能较为理想,其玻璃化转变温度变化不大,并出现冷结晶峰。

高软段PBT基含能热塑性弹性体的热分解性能

采用预聚体法,通过3,3-二叠氮甲基环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)与4,4′-二环已基甲烷基二异氰酸酯(HMDI)合成了PBT基含能热塑性聚氨酯弹性体,用DSC对其玻璃化转变进行了表征。用TG、TG-FTIR-MS研究了ETPUE的热分解行为。结果表明,随着硬段含量的增加,含能热塑性聚氨酯弹性体软段和硬段的玻璃化转变温度Tgs和Tgh都向高温方向移动,其热分解分为4个阶段,各阶段的分解活化能不同。第一阶段对应-N3键的断裂,然后诱发主链分解。