压力下软段含量对聚氨酯材料动态力学性能的影响

聚氨酯材料内部存在特有的微相分离结构,受到外力作用时其链段及分子之间会发生相对运动,产生内摩擦,消耗能量,为材料提供阻尼特性。而在水下环境中,静水压力会导致材料表现出与常压不同的动态力学特性,从而影响材料的阻尼性能。针对这一问题,通过两步法工艺合成不同软段含量的聚氨酯材料,对其进行了一系列的结构与热性能表征,同时,通过施加0.5 MPa的预应力进行了常规的压缩力学性能测试与压缩模式下的动态热机械分析,表征材料在压力环境下的静态与动态力学性能。结果表明,软段含量的增加会对聚氨酯的玻璃化转变温度和压缩强度产生规律性的下降影响,同时降低了聚氨酯材料在变温模式下的储能模量参数,而损耗因子的峰值呈现规律性增大,证明了软段含量的增加加强了压力下聚氨酯材料对温度的响应;变频模式下软段含量的增加与变温模式下的变化规律相吻合,即软段含量的增加同样加强了压力下聚氨酯材料对频率的响应,这些规律的揭示为探究压力下不同软段含量聚氨酯材料的温度和频率响应特性,以及为水压下高耗能聚氨酯材料设计提供了有效的理论依据。

不同软硬段含量PBT-b-PTMG嵌段共聚物的合成与性能

采用直接酯化熔融缩聚法合成一系列不同软硬段含量的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)-b-聚四氢呋喃(PTMG)聚醚酯嵌段共聚物(TPEE),以红外光谱、核磁共振、X射线衍射、差示扫描量热分析和动态力学热分析等方法,探讨不同软硬段质量比及不同软段相对分子质量对材料结构及相对分子质量、热性能和黏弹性等的影响。结果表明,在相同出料功率下制得的TPEE的特性黏度均高于PBT,并随硬段质量分数或软段相对分子质量的增大而减小;TPEE的熔点下降幅度随软段摩尔分数的增加而增大;TPEE中存在微相分离结构,当硬段质量分数为60%、软段PTMG数均分子量为2×103时,同时出现了分别代表硬段PBT以及软段中PTMG的玻璃化转变的损耗角正切峰。研究结果为TPEE的合成和应用提供了一定借鉴。

软硬段含量对水性聚氨酯微相结构与性能的影响

以甲苯-2,4-二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、自制扩链剂为主要原料,利用预聚体法制备了对双向拉伸聚丙烯薄膜有较好附着力的新型水性聚氨酯乳液,考察了水性聚氨酯中软硬段含量对其稳定性、附着力、T剥离强度、力学性能及微相分离的影响。结果表明:随着m(—NCO)/m(—OH)的增加,所制水性聚氨酯的附着力和T剥离强度先增大后减小,拉断伸长率减小,拉伸强度增大。当m(—NCO)/m(—OH)为1.225时,所制水性聚氨酯的综合性能最佳。

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)为主要原料 ,引入亲水单体二羟甲基丙酸 (DMPA) ,按不同配比合成了系列聚氨酯乳液。考察了硬段含量对乳液粒径、表观黏度、膜吸水性、硬度、力学性能的影响 ,并通过动态力学性能测试 (DMA)研究了软段和硬段的玻璃化转变温度。结果表明 :提高—NCO/—OH物质的量之比、DMPA用量均使聚氨酯中软段的玻璃化温度Tg(s)降低 ,硬段的玻璃化温度Tg(h)升高 ,ΔT值增加 ,软硬段相分离程度增加。随乙二胺用量的增加 ,会使软段玻璃化转变温度Tg(s)移向高温 ,软硬段相分离程度降低 ;硬段含量提高 ,胶膜硬度增加 ,拉伸强度增加 ,胶膜耐水性降低。

低烟耐烧蚀聚氨酯弹性体力学性能的研究

以1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚氧化丙烯多元醇(PPG)、3,3/-二氯-4,4/-二氨基二苯甲烷(MOCA)为原料合成了聚氨酯弹性体,并进一步将消烟耐烧蚀反应型填料填充其中制得低烟耐烧蚀聚氨酯弹性材料。系统的研究了软段含量、交联度对产物力学性能的影响。结果表明:随软段长度的增加,HDI型聚醚弹性体的拉伸强度、邵氏硬度和回弹率降低,扯断伸长率增加;随着交联度的增加其扯断伸长率、邵氏硬度降低,拉伸强度则先降低后增加,回弹率却大幅增加。同时研究结果表明填充消烟耐烧蚀反应型填料的HDI型聚醚弹性体不仅具有优异的力学性能,还具有优异的低烟耐烧蚀性能。