聚氨酯弹性体性能的影响因素

考察了不同结构多元醇、异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量等对聚氨酯弹性体(PUE)物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,在无扩链剂的情况下,用7种多元醇制备的PUE中,以相对分子质量为2000的聚己内酯多元醇制得PUE的拉伸强度最高,达到34.5MPa;以相对分子质量为3000的聚己二酸己二醇酯制得的PUE是一种典型的结晶高聚物;对于同一结构的多元醇,相对分子质量越大,其制得PUE的拉伸强度及扯断伸长率越大;随着异氰酸酯指数的增加,PUE的拉伸强度与邵尔A硬度增大,而扯断伸长率下降,损耗因子(tanδ)最大值略有下降,玻璃化转变温度(Tg)略有升高;用液化3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷(L-MOCA)作扩链剂时,PUE的扯断伸长率均表现出大幅度的下降;用液化对苯二酚二羟乙基醚及液化间苯二酚二羟乙基醚作扩链剂时,PUE的扯断伸长率下降幅度较小;3种扩链剂均可使PUE的Tg升高,tanδ最大值减小;随着扩链剂L-MOCA用量的增加,PUE的邵尔A硬度增大,而扯断伸长率呈下降趋势,拉伸强度则先下降后升高,Tg升高,tanδ最大值减小。

液压支架密封圈用聚氨酯弹性体的性能

采用不同游离甲苯二异氰酸酯(TDI)含量的预聚体和不同结构的二胺扩链剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、3,5-二甲硫基甲苯二胺(E-300)和4,4'-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(MCDEA)制备了一系列用于液压支架密封的聚氨酯(PU)弹性体,考察了游离TDI含量及不同扩链剂对PU弹性体物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明,采用相同预聚体时,对于不同的扩链剂,当扩链系数为95%时,PU弹性体的综合性能最佳;以MCDEA为扩链剂制得PU弹性体的邵尔A硬度、弹性和定伸应力最高,扯断伸长率最低,低温动态性能最好,而撕裂强度和玻璃化转变温度则以E-300为扩链剂制得的PU弹性体最低,拉伸强度相差较小;以MCDEA和MOCA为扩链剂制得PU弹性体的耐热性优于以E-300为扩链剂制得的PU弹性体;以MOCA为扩链剂制得PU弹性体的高温动态性能最好;采用相同扩链剂时,随着预聚体中游离TDI含量的降低,PU弹性体的弹性、定伸应力、撕裂强度和动态性能提高,扯断伸长率降低和永久变形减小,拉伸强度相差较小。

影响热塑性聚氨酯弹性体力学性能的因素

热塑性聚氨酯弹性体主要由含OH的低聚物多元醇、小分子扩链剂和异氰酸酯等原料聚合而成。本工作讨论了低聚物多元醇的相对分子质量、扩链剂的用量、异氰酸酯指数和后硫化时间对弹性体力学性能的影响,分析了柔性链段的组成、原材料中的水分含量等对弹性体性能的影响。

不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体的制备与力学性能研究

采用不同结构的异氰酸酯和多元醇制备了一系列聚氨酯弹性体,主要考察了异氰酸酯种类对聚氨酯弹性体力学性能的影响。研究表明,由1,5萘二异氰酸酯制得的弹性体拉伸强度和撕裂强度较高,分别为38.75MPa和109.77kN/m,而由对苯二异氰酸酯制得的弹性体具有最大的扯断伸长率(557.84%)。此外还研究了多元醇种类和扩链系数α对弹性体力学性能的影响,研究表明,选用聚ε己内酯二醇制得的弹性体具有较好的性能,且拉伸强度和撕裂强度均随扩链系数的增大先增大后减小,而扯断伸长率一直增大。

以聚酯多元醇为基的聚氨酯弹性体的动态力学性能研究

合成了以聚酯多元醇为基的聚氨酯弹性体(PUE),研究了聚酯多元醇结构及相对分子质量、扩链剂类型及用量等因素对聚氨酯弹性体的动态力学性能的影响。结果表明:以相对分子质量为2000及3000的聚酯多元醇制得的PUE中存在明显的相分离;当扩链剂中带有苯环结构时,PUE的玻璃化转变温度(Tg)升高,储能模量增加,阻尼因子下降;PUE的Tg及储能模量随着扩链剂L-MOCA用量的增加线性升高,阻尼因子线性下降。

HQEE扩链的浇注型聚氨酯弹性体合成和性能

以对苯二酚二羟乙基醚（HQEE）为扩链剂,采用半预聚体法合成了一系列聚氨酯（PU）弹性体。研究了不同n（HQEE）：n[聚ε–己内酯二醇（PCL）]、不同结构多元醇对浇注型聚氨酯弹性体的力学性能、热性能和动态力学性能的影响。结果表明：半预聚体法使扩链剂组分的相容性和弹性体的合成工艺得到明显改善;随n（HQEE）：n（PCL）的增大,弹性体的硬度、模量和撕裂强度逐渐提高,冲击回弹和断裂伸长率逐渐降低,拉伸强度先增大后降低,当n（HQEE）：n（PCL）=3.0时,综合力学性能最佳;在不同结构多元醇合成的PU中,PTMG（聚四亚甲基醚二醇）–PU具有较好的回弹性,PCDL（聚碳酸酯二醇）–PU具有较高的模量和撕裂强度,PCL–PU和PBA（聚己二酸–1,4–丁二醇酯）–PU则具有较高的拉伸强度和断裂伸长率。差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和动态热机械分析（DMA）结果显示：所有的PU均显示不同的微相分离程度,依次为PTMG–PU〉PCL–PU〉PBA–PU〉PCDL–PU。PTMG–PU和PCL–PU具有很好的弹性和耐低温性;4种PU的起始分解温度均高于300℃,说明由HQEE扩链的PU具有良好的热稳定性。

SPU系列喷涂聚氨酯(脲)弹性体的研制

采用半预聚物法合成了以聚醚多元醇、液化MDI,二胺扩链剂、端氨基聚醚等为主要原料的双组分喷涂聚氨酯弹性体。研究了配方中多异氰酸酯种类、软硬段质量分数、不同扩链剂等影响聚氨酯弹性体的因素。结果表明,采用半预聚物法制备的聚氨酯(脲)弹性体具有优良的物理性能及工艺性能,通过改变预聚体中多异氰酸酯类型、调节配方中软硬段质量分数,选择聚醚多元醇和端氨基聚醚种类,合理搭配不同的扩链剂,可以得到不同性能的聚氨酯(脲)弹性体材料。

HQEE/HER混合扩链的聚氨酯弹性体的性能研究

采用4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及相对分子质量均为2 000的聚ε-己内酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)或聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为预聚体主原料,并采用对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)/间苯二酚二羟乙基醚(HER)混合扩链剂,通过半预聚体法合成了一系列浇注型聚氨酯弹性体(PU)。通过电子拉力试验机、热失重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)和动态力学性能分析(DMA)研究其性能。研究结果表明,HQEE/HER与PCL相容性最好。当HQEE/HER摩尔比为7/3时,PCL-PU的综合力学性能最佳。由HQEE/HER扩链的PU具有较好的热稳定性; 4种低聚物二醇合成的PU具有不同的硬段结晶性和微相分离程度,其降低次序依次为PTMG-PU>PCL-PU>PBA-PU>PCDL-PU。

扩链剂对PTMG体系CPUE的力学性能及耐溶剂性能的影响

采用聚四氢呋喃多元醇2000(PTMG 2000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)合成了NCO封端的预聚体,然后分别采用4,4'-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(MCDEA),3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)以及2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯(E-300)进行扩链,并对制得的浇注型聚氨酯弹性体(CPUE)试片进行力学性能和耐溶剂性能的测定,分析并探讨了扩链剂种类对CPUE力学性能和耐溶剂性能的影响,为浇注型聚氨酯弹性体在胶辊、胶轮的应用推广提供参考。

CPUE的动态黏弹性能与其硬段结构的关系研究

从浇注型聚氨酯弹性体(CPUE)的硬段–––异氰酸酯种类、扩链剂类型等方面考察CPUE分子结构对其动态黏弹性能的影响。采用动态热机械分析对三种异氰酸酯体系的CPUE及醇/胺类扩链剂制备的CPUE的动态黏弹性能进行了测试与对比分析。结果表明,异氰酸酯链段结构规整及扩链剂带有苯环等刚性基团的CPUE体系在特定频率下具有较低的内生热,表现出较好的动态黏弹性能。

PTMG体系与PCL体系聚氨酯弹性体性能的研究

采用预聚体法合成聚丁二醇(PTMG)、聚己内酯(PCL)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)体系的聚氨酯弹性体。研究了纯PTMG体系和PCL体系、扩链剂并用及PTMG/PCL并用体系之间的性能差异。结果发现PCL体系的力学强度好于PTM G体系,压缩永久变形小,但耐低温性能和耐磨性不如PTM G体系。扩链剂BDO/E300并用的体系拉伸强度、撕裂强度、耐磨性好于纯BDO体系,但是压缩永久变形较大,耐低温性差。PTMG/PCL并用后体系力学强度、耐磨性和耐低温性均变差,压缩永久变形大。

扩链剂结构对聚碳酸酯型聚氨酯性能的影响

以聚碳酸酯二元醇为软段,二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)为硬段,采用不同链长及同分异构的扩链剂合成了聚碳酸酯二醇型聚氨酯弹性体(PCDL-PUE),通过傅里叶变换红外光谱、差示量热扫描分析、动态机械性能分析等多种方法,对样品进行表征。结果表明:扩链剂链长越短,合成的聚氨酯综合性能越好,同时带有支链的扩链剂合成的聚氨酯具有软段结晶。

聚氨酯预聚体的研究进展

综述近年来聚氨酯预聚体制备方面的研究进展,介绍聚氨酯预聚体制备原理,分析了异氰酸酯、多元醇、扩链剂、催化剂、温度、水分等因素对聚氨酯预聚体的影响,最后指出提升产品性能和环保性是今后研究的重点。

聚乳酸基聚氨酯弹性体的合成与性能研究

以聚乳酸多元醇(PLAT220)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,通过预聚法合成聚乳酸基聚氨酯弹性体(PLA-TPU),研究原料配比对其力学性能影响。结果表明,随预聚物中W(-NCO%)含量的增加,TPU的拉伸强度增加、断裂伸长率减小;随着R值(-NCO/-OH比值)增加,TPU的拉伸强度和断裂伸长率逐渐增加并趋于平缓。对比PLAT220制备的TPU及其它类型多元醇合成的TPU的性能,结果显示PLA-TPU的机械强度相对较小,耐碱性和耐溶剂性能不佳,但是其弹性恢复率最好,具有一定的形状记忆功能,且具有良好耐酸腐蚀性。用PLA-TPU增韧PLA,结果发现,PLA-TPU能够维持PLA良好的透明性,且通过红外分析、差示量热扫描分析确定了聚乳酸基聚氨酯中链段的单元结构和性能。

PIG法管道清洗用聚氨酯弹性球研制

研制了一种新型的适合制作管道清洗球的聚氨酯弹性体。介绍了这种管道清洗用聚氨酯弹性球的制备工艺、原料及配方,经检测和实际应用证明其质量稳定,性能可靠。

聚醚型聚氨酯弹性体的力学性能研究

采用普通环氧丙烷聚醚多元醇与MDI系列异氰酸酯通过一步法合成浇注型聚氨酯弹性体,考察软段、硬段对材料力学性能的影响。实验发现:改变聚醚多元醇的并用比时,聚氨酯材料的物理力学性能随着高活性330N含量的增加先上升后下降。高活性聚醚多元醇330N与普通聚醚多元醇PPG220质量比为10∶90时,弹性体的综合力学性能较好。采用不同的醇类扩链剂丁二醇(BDO),1,4-二甘醇(DEG)及乙二醇(EG)合成聚氨酯弹性体,EG作扩链剂的聚氨酯弹性体的力学性能最好。采用100LL二异氰酸酯比MDI50和改性MDI合成的聚氨酯弹性体性能更好。防老剂添加质量分数为0.4%以上时,耐老化性能好。

聚氨酯弹性体力学及耐水性能研究

通过半预聚物法合成了一系列结构不同的聚氨酯弹性体,通过常温及在60℃和90℃恒温水浴中浸泡1~3 d后的力学性能测试研究了不同低聚物多元醇和聚酯多元醇的种类、游离异氰酸根含量及扩链剂的组成及配比对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明:低聚物多元醇PTMG1000具有优异的力学及耐水解性能,聚酯多元醇中CTP44的力学性能和耐水解性能最好,XCP2000D的耐水解性最差。随着游离异氰酸根含量提高,弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度增加,耐水性提高,断裂伸长率下降。扩链剂选用1,4-丁二醇与三羟甲基丙烷并用,质量比为8∶2时,弹性体的力学性能及耐水解性能最好。

聚醚型聚氨酯弹性体玻璃化温度的影响因素

选用二苯基甲烷二异氰酸酯体系,采用半预聚法合成了聚醚型聚氨酯弹性体,通过示差扫描量热分析研究了A、B组分中不同多元醇组合、扩链剂组合及扩链系数对弹性体玻璃化转变温度（Tg）的影响。结果表明,随着B组分中多元醇330 N含量增加,弹性体的Tg下降,耐低温性变好。A组分中的多元醇PTMG1000含量高时,弹性体的Tg较高,耐低温性较差。扩链剂1,4-丁二醇/三羟甲基丙烷的质量比为6/1时,材料的Tg最低,耐低温性较好。扩链系数为0.91时,材料的Tg最低,耐低温性最好。

有机微球/聚氨酯复合材料的合成及阻尼性能研究

采用聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为基材合成了聚醚型聚氨酯弹性体,通过物理力学性能和动态力学性能测试研究了多元醇、异氰酸根(—NCO)、扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响以及有机微球填料对复合材料性能的影响。结果表明:多元醇选用PTMG—1000与PPG-210,其质量比为60∶40时弹性体具有良好的阻尼性能。随着预聚体中—NCO含量增加,材料的强度以及刚性增大,但柔顺性降低,阻尼性能也逐渐降低,当—NCO质量分数为5%时,材料的阻尼性能最好。扩链剂BDO与TMP并用时,随着TMP用量增加,材料的阻尼性能提高。适量有机微球的加入可明显改善聚氨酯材料的阻尼性能。