聚氨酯弹性体软段对其力学性能的影响

先用4, 4'–二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与不同相对分子质量不同种类低聚物多元醇合成预聚体,再以1, 4–丁二醇(BDO)为扩链剂制备聚氨酯弹性体,考察了软段对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明:当预聚体NCO含量相同时,聚酯型聚氨酯弹性体的力学性能整体优于聚醚型的,随低聚物多元醇相对分子质量的增加,聚氨酯弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度降低,拉断伸长率增加,扩链系数为1.00时聚氨酯弹性体的力学性能最好;随预聚体NCO含量增加,聚氨酯弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度提高,拉断伸长率下降。     

1,3-丁二醇对PTMG/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

以纯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）MDI-100、液化MDI（C-MDI）、MDI-50和四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与KD和KC扩链剂制备PU弹性体。研究了1,3-BDO含量、异氰酸酯类型、预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高1,3-BDO含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高预聚体NCO基含量可使弹性体的硬度、300%定伸应力和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;软段相对分子质量为1000时,PU弹性体的300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均增加;软段相对分子质量为1800以上,拉断伸长率和冲击弹性增加。     

1，3-丁二醇对PCL／MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

首先以聚己内酯多元醇（PCL）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、液化MDI和MDI-50为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再用混合扩链剂制备聚氨酯弹性体。讨论了预聚体异氰酸酯基（NCO）含量、异氰酸酯类型、1,3-丁二醇（1,3-BDO）含量、聚酯软段相对分子质量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明：提高预聚体NC0基含量可使弹性体的硬度、300％定伸应力、拉伸强度和撕裂强度明显提高,拉断伸长率和冲击弹性则下降;纯MDI弹性体综合力学性能最好,液化MDI次之,MDI-50最差;提高1,3-BDO含量可使弹性体的硬度、撕裂强度和冲击弹性明显下降;软段相对分子质量为1000的聚氨酯弹性体的硬度、300％定伸应力、拉伸强度和撕裂强度较高,软段相对分子质量为2000的聚氨酯弹性体的拉断伸长率和冲击弹性较高。     

基于MDI浇注型聚氨酯弹性体密封材料的研制

采用预聚体法以四氢呋喃均聚醚（PTMG）、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1,4-丁二醇（BDO）或三羟甲基丙烷（TMP）与BDO混合的扩链剂合成了聚氨酯（PU）弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体NCO基质量分数和扩链剂的用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：在硬度相同时,PTMG相对分子质量为2000聚氨酯弹性体的撕裂强度、拉断伸长率和冲击弹性高。PU弹性体硬度、撕裂强度和定伸应力随预聚体NCO基相对质量分数增加而增加。用少量三元醇交联的弹性体与完全用二元醇扩链的弹性体相比,定伸应力高,永久变形好。     

PTMG／TDI型聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯甲烷（MOCA）或3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为主要原料,采用预聚体法合成浇注型聚氨酯弹性体（PUE）。分析了预聚体NCO基含量、PTMG软段相对分子质量、两种扩链剂以及扩链系数对PUE力学性能的影响。结果表明,随着预聚体NCO基含量增加,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度提高,扯断伸长率下降,扯断永久形变发生微小变化;随着软段相对分子质量的不断提高,PUE的硬度、拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度缓慢下降,而扯断伸长率和扯断永久形变升高;在其它条件相同时,扩链剂E-300与MOCA相比,综合力学性能较好。     

E-100扩链的聚氨酯弹性体性能的研究

以不同相对分子质量的聚醚多元醇(PPG)、TDI和3,5-二乙基甲苯二胺(DETDA)为原料,采用溶剂法合成了聚氨酯(PU)弹性体,分别研究了溶剂种类、NCO含量、聚醚多元醇相对分子质量、扩链系数等对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,二甲苯对PU弹性体性能影响最小;PU弹性体的硬度、定伸模量、拉伸强度和撕裂强度随聚醚多元醇的相对分子质量的升高而下降,冲击弹性、伸长率和永久变形随聚醚多元醇的相对分子质量的升高而上升;当预聚体NCO质量分数为6.30%、扩链系数为0.95时,PU弹性体的综合力学性能最佳。     

低异氰酸根含量聚酯型聚氨酯弹性体力学性能的研究

以不同种类的聚酯多元醇（PEh-2000、PBA-2000、PEBA-2000、PEPA-2000）为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI-100）和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷0IocA）为硬段,合成了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了软段种类、预聚体NCO含量、硫化时间、以及扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,不同软段中PEA的综合力学性能最好。预聚体NCO含量的提高使Pu弹性体的硬度、拉伸强度、撕裂强度、300％定伸应力增加,但扯断伸长率降低。聚酯／TDI／MOCA体系经100℃4h后,硫化过程基本完成,扩链系数a为0．98时PU弹性体的综合力学性能最好。     

TIPA/BDO扩链的聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚酯(PEA、PEPA)或聚醚(PTMG)和TDI为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,用三异丙醇胺(TIPA)和1,4-丁二醇(BDO)的混合物作扩链剂制备PU弹性体。讨论了软段相对分子质量、弹性体交联点相对分子质量和扩链剂的种类对PU弹性体性能的影响。结果表明,PU弹性体的硬度、拉伸强度、300%模量和撕裂强度随软段相对分子质量的增加而下降,而伸长率和冲击弹性随软段相对分子质量的增加而增加;交联点相对分子质量为6600时,PTMG2000为软段的PU弹性体的拉伸强度最高,达到28.44MPa;与TMP/BDO扩链的聚酯型PU弹性体相比,TIPA/BDO扩链的弹性体的拉伸强度、伸长率和撕裂强度均较高,而硬度、300%模量和冲击弹性差异不大。     

PTMG／MDI体系聚氨酯弹性体的力学性能研究

以4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,再分别与BDO、MOCA、HQEE扩链剂及混合扩链剂制备Pu弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、聚醚软段相对分子质量、三羟甲基丙烷（TMP）小分子醇含量及扩链剂类型对PU弹性体力学性能的影响。结果表明,提高预聚体NCO基含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和300％模量明显提高;当预聚体NCO基含量基本相同时,软段Mn=2000比Mn=1000的PU冲击弹性高;混合扩链剂中的TMP质量分数超过30％时,弹性体的力学性能明显下降;BDO—PU的拉伸强度比HQEE-PU的强度高出70％以上,撕裂强度比HQEE—PU低了40％以上,硬度比MOCA-PU小。     

扩链剂对PTMG／MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的影响

将聚四氢呋喃均聚醚（PTMG）和4,4’－二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）合成预聚体,分别与BDO、KC、MOCA及HQEE等扩链剂制备了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了预聚体NCO基含量、扩链剂种类及三元醇含量对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明：当预聚体NCO基含量基本相同时,BDO－PU比KC—PU的硬度高1～2度,撕裂强度高了7％～18％;提高预聚体NCO基含量可使聚氨酯弹性体的硬度、撕裂强度和300％模量急剧增加;扩链剂中的三元醇含量超过30％,弹性体的拉伸强度显著下降;预聚体NCO基含量在6．0～6．8下,MOCA－PU的硬度和300％模量很高;HQEE／KC—PU比HQEE—PU的硬度降低了2-4个单位,而拉伸强度却提高了60％～90％。     

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、TD I、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100℃、硫化时间为15 h时,PU弹性体力学性能最好。     

共聚醚/TDI室温固化体系力学性能的研究

以四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚和甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料合成聚氨酯预聚体,再与扩链剂DETDA、DMTDA、TX-2、MOCA、C100和HQEE分别反应制备室温固化型聚氨酯弹性体。讨论了扩链剂种类、扩链系数、交联密度、催化剂种类、催化剂用量对弹性体力学性能的影响。结果表明,二胺类扩链剂制备的聚氨酯弹性体力学性能优良;随着扩链系数从0.85增至0.95,共聚醚弹性体的拉伸强度和300%定伸应力均明显提高;扩链系数大于0.95后,上述指标迅速降低;随三异丙醇胺(TIPA)用量的增加,拉伸强度、硬度、伸长率、撕裂强度和冲击弹性均呈现下降趋势;共聚醚/TDI室温固化体系的催化剂可选HDcat、H-3,催化剂质量分数以(0.5~1.0)×10~(-4)为宜。     

四氢呋喃均聚醚聚氨酯弹性体——影响PTMG-PU力学性能的因素

介绍四氢呋喃均聚醚（PTMG）聚氨酯弹性体的力学性能。讨论了化学结构因素对聚氨酯弹性体力学性能的影响,化学结构因素包括PTMG相对分子质量、二异氰酸酯、扩链剂、硬段质量分数、预聚体NCO基质量分数和化学交联等。结果表明：影响聚氨酯弹性体硬度和拉伸强度最大因素是二异氰酸酯类型和预聚体NCO基质量分数,影响聚氨酯弹性体扯断伸长率最大因素是PTMG相对分子质量和交联密度。     

聚酯软段对聚氨酯弹性体力学性能影响的研究

以不同结构聚酯多元醇(PEA、PEPA、PBA、PCL)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段采用预聚法合成了聚氨酯(PU)弹性体。讨论了MDI/BDO体系中软段种类、相对分子质量、预聚体NCO含量及催化剂对PU弹性体力学性能的影响,并与TDI/MOCA体系进行比较。结果表明,当软段相对分子质量相同时,以PBA为原料合成的PU弹性体硬度最高,弹性体的拉伸强度、伸长率和冲击弹性均随软段相对分子质量的增加而增加;提高预聚体NCO含量可使PU弹性体的硬度、撕裂强度和300%模量增加;但加入催化剂的PU弹性体,其拉伸强度下降16.6%～20.1%;MDI/BDO体系PU弹性体的撕裂强度和冲击弹性较高,TDI/MOCA体系PU弹性体的拉伸强度较好、永久变形较低。     

Synthesis and properties of MDI-50 type polyurethane elastomer

以聚醚多元醇和MDI-50为原料,采用预聚物法合成预聚体,再和扩链剂MOCA进行扩链合成聚氨酯弹性体。研究了预聚体中不同异氰酸酯基（—NCO）质量分数对MDI-50型聚氨酯弹性体性能的影响。采用差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）、红外光谱（FTIR）及力学性能等测试方法对聚氨酯弹性体的结构与性能进行了表征和分析。结果表明：预聚体反应体系中NCO/OH摩尔比增大,预聚体中—NCO质量分数增加,预聚体的黏度降低,相应的聚氨酯弹性体的硬度和玻璃化转变温度提高,断裂伸长率降低,而拉伸强度和撕裂强度先增加后下降;当NCO/OH摩尔比为2.22时,聚氨酯弹性体力学性能较好;—NCO质量分数对聚氨酯弹性体的热稳定性影响不大。     

基于四氢呋喃聚醚聚氨酯弹性体力学性能的研究

以四氢呋喃聚醚（PTMG）、二异氰酸酯（TDI、或MDI）和扩链剂（MOCA、或BDO）为原料,制备了浇注型和热塑型聚氨酯弹性体。研究了预聚体的NCO基质量份、PTMG的分子量和硬段质量份数对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：PU弹性体的硬度和模量随NCO含量和硬段质量份数增加而增加。逐渐提高PTMG的分子量,PU弹性 的拉伸强度降低,而拉断伸长率增加。2000分子量的PTMG－PU弹性体的冲击弹性比1000分子量的PTMG－PU好。     

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。     

E-300扩链聚氨酯弹性体的力学性能研究

以多元醇(PEA，PPG，PTMG)，PDI，E-300为原料，制备了PU弹性体。研究了多元醇类型，NCO基含量，扩链剂用量和硫化时间等因素对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：拉伸强度、拉断伸长率和冲击弹性最高的分别是PEA-PU，PPG-PU和PTMG-PU；PU的硬度、强度和模量随预聚体NCO基含量增加而增加；扩链剂的用量为90％时，PU的力学性能最佳。     

PBA/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

采用二步法以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、4,4-′二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二元醇1,4-丁二醇(BDO)或混合扩链剂(二元醇和三元醇)合成了聚氨酯(PU)弹性体。研究了软段相对分子质量、预聚体-NCO质量分数和扩链剂对聚氨酯弹性体力学性能的影响。实验结果表明:PBA相对分子质量大,PU断裂伸长率和冲击弹性好;PU硬度、撕裂强度和模量随预聚体-NCO相对质量分数增加而增加;弹性体的交联密度过高,硬度和撕裂强度下降。     

E-300与MOCA扩链聚氨酯弹性体的力学性能比较

以聚酯(PEA、PEPA、PCL)或聚醚(PTMG、PPG、PO/PT)和TDI为原料合成聚氨酯(PU)预聚体,分别用MOCA和E-300作扩链剂制备聚氨酯弹性体。比较了这2种扩链剂对PU弹性体力学性能的影响。实验结果表明:MOCA-PU的硬度、模量和强度均大于E-300-PU,E-300-PU的扯断伸长率略高于MOCA-PU。在相同硬度下的聚醚型PU弹性体,E-300-PU比MOCA-PU的撕裂强度高。