液体固化剂TX-2在聚氨酯弹性体中的应用

以甲苯二异氰酸酯、聚酯或聚醚多元醇为原料,以2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和二氨基二甲硫基甲苯(E-300)分别作为固化剂,通过预聚体法制备浇注型聚氨酯弹性体.通过试验,比较了三种不同二胺扩链剂在制备弹性体过程中的加工性能及弹性体的物理性能.结果表明,以TX-2、MOCA和E-300为固化剂制备的聚氨酯弹性体的力学性能相当.TX-2是传统固化剂的理想替代品.     

GAP/PET双软段含能聚氨酯弹性体的性能

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的性能,选用环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET),以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,制备了GAP/PET/TMP/IPDI双软段含能聚氨酯弹性体,采用FTIR、DSC、XRD等手段对弹性体进行了表征。实验结果表明:在催化剂含量为0.1%时,两种软段与IPDI的反应速率变化有一定差异,但能够共同形成交联网络结构;PET软段的引入使得弹性体拉伸强度提高0.9MPa,延伸率提高156%;弹性体显示出两个软段的Tg,并随两类软段含量的不同而变化。所制弹性体为非晶聚合物,183℃开始分解。     

具有双软段的GAP基热塑性弹性体的合成与表征

采用熔融二步法,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和聚醚酯为软段,以4,4’–二环己基甲烷基二异氰酸酯(HMDI)为固化剂,以1,4–丁二醇(BDO)、一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂,制备具有双软段的含能热塑性弹性体(ETPE),通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、静态热机械分析仪及电子万能试验机对该弹性体进行了结构和性能表征。结果表明,所制备的ETPE具有GAP含能弹性体的特征,聚醚酯的引入使弹性体的玻璃化转变温度(T_g)降低,T_g为–40.1℃,初始热分解温度为226.1℃(质量损失5%时的温度),弹性体具有良好的热稳定性,ETPE的常温拉伸强度为2.6 MPa,拉伸强度有明显的提高,断裂伸长率可达1 280%,满足热塑性推进剂对黏合剂技术指标要求。     

烯基聚乙二醇嵌段共聚物的合成及室温固化

以聚乙二醇(PEG)为引发剂,三氟化硼乙醚(BF_3·Et_2O)络合物为催化剂,缩水甘油醚(GA)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)为共聚单体,通过阳离子开环聚合反应,制备了烯基聚乙二醇嵌段共聚物粘合剂(PEG-PGA-PAGE)。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(~1HNMR)对产物的结构进行了表征,并以对苯二腈氧化物为固化剂固化合成的粘合剂制备出弹性体。考察了GA、AGE分时间段加和同时加两种不同加料顺序下合成的粘合剂(PEG-PGA-PAGE-1和PEG-PGA-PAGE-2)制备弹性体的力学和热性能。结果表明:粘合剂可实现室温固化,GA、AGE分段加制备的PEG-PGA-PAGE-1固化弹性体的力学性能和耐热性更强,其拉伸强度可达0.948 MPa,断裂伸长率可达89.32%,邵氏硬度可达23.8 Ha,储能模量可达361.05 MPa,玻璃化转变温度(T_g)为–41.85℃,接触角为74°。室温固化提高了弹性体的力学性能,有望应用于复合固体推进剂。     

聚丁二烯型聚氨酯/纳米二氧化硅弹性体的制备及红外光谱表征

以端异氰酸酯基聚丁二烯(ITPB)为基体,纳米二氧化硅为固化剂,制备了聚丁二烯型聚氨酯/纳米二氧化硅弹性体。考察了不同溶剂对弹性体力学性能的影响,并采用红外光谱对原材料、聚丁二烯型聚氨酯/纳米二氧化硅弹性体及固化反应过程进行了表征。结果表明,以环己酮为溶剂制备的弹性体力学性能最佳; ITPB中的—NCO和纳米二氧化硅表面的—OH的反应是逐步缓慢进行的,—NH—和—C=O之间形成了氢键; 当加入质量分数为12%的纳米二氧化硅时,ITPB中的—NCO完全反应; 聚丁二烯型聚氨酯/纳米二氧化硅弹性体硬段中的—NH—基团主要以氢键形式存在。     

固化剂类型对HTPE型聚氨酯弹性体胶片性能的影响

自行设计配方并制备了HTPE聚氨酯弹性体胶片,研究了不同的固化剂类型对胶片力学性能和热性能的影响。结果表明,当R(n-NCO/n-OH)值取1.05时,PU弹性体的力学性能较佳;当nT-NCO/nN-NCO=0.909 1时,PU弹性体的力学性能最好。DSC分析结果表明,其热力学性能相比于nT-NCO/nN-NCO为0时的聚氨酯弹性体变化不大。通过使用TDI和N-100的混合固化剂,改变聚氨酯弹性体的固化体系,不仅能提高其力学性能,还能保持原有良好的热力学性能。     

烯基聚醚含能黏合剂的合成与固化

以三羟甲基丙烷为引发剂、三氟化硼·乙醚络合物为催化剂、3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(NIMMO)为单体,制备了三官能度的聚NIMMO(T-PNIMMO),随后在其端基共聚烯丙基缩水甘油醚(AGE),合成了烯基聚醚含能黏合剂(AGE-T-PNIMMO)。采用FTIR和NMR对产物进行了表征,并以四甲基对苯二腈氧化物(TTNO)为固化剂固化合成的烯基聚醚含能黏合剂制备出弹性体,考察了弹性体的力学和热性能。结果表明:该黏合剂具有低黏度(20℃黏度为8.93 Pa·s)、较低的玻璃化转变温度(-57.4℃)及可室温固化的特点;R(固化剂TTNO的腈氧基团与AGE-T-PNIMMO双键的物质的量之比,下同)=1.0时,得到的弹性体拉伸强度最高可达0.80 MPa,分解峰峰温为202℃。     

三软段聚氨酯弹性体的制备和力学性能研究

采用半预聚体方法制备了系列由聚酯、聚醚二元醇及端羟基聚丁二烯为软段、液化MDI为硬段的三软段聚氨酯弹性体;研究了三软段聚氨酯弹性体的化学结构、力学性能及动态力学性能。结果表明,选择适当的软段组分和制备条件,通过半预聚体方式制备三软段聚氨酯弹性体是可行的。所有聚氨酯弹性体中MDI和软段羟基和交联剂羟基的反应较彻底,三软段可明显拓宽聚氨酯弹性体的玻璃化区域到150℃和有效阻尼温度范围(-30-30℃)。     

聚丁二烯型聚氨酯/纳米二氧化硅弹性体的制备与性能

以端异氰酸酯基聚丁二烯(ITPB)为基体,纳米二氧化硅(Nano-silica)为固化剂,制备了聚丁二烯型聚氨酯/Nano-silica弹性体。阐述了ITPB/Nano-silica弹性体的制备机理,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对ITPB、Nano-silica和ITPB/Nano-silica弹性体的结构进行了表征,并对其力学性能、耐溶剂性进行了研究。结果表明,随着Nano-silica加入量的增加,ITPB/Nano-silica弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、断裂强度及硬度均有明显提高,Nano-silica加入量为6%(质量分数)时,ITPB/Nano-silica弹性体的断裂伸长率达到最大值220.14%,当Nano-silica加入量为8%(质量分数)时,ITPB/Nano-silica弹性体的拉伸强度达到最大值7.11 MPa; Nano-silica加入量越多,ITPB/Nano-silica弹性体的耐溶剂性能越好。     

丁羟型聚氨酯弹性体力学性能研究

研究了以不同分子质量的丁羟（HTPB）、二异氰酸酯和固化剂为主要原料制备的PU弹性体的力学性能。结果表明,PU弹性体的力学性能随丁羟相对分子质量的增大而提高;R（n-NCO／n-OH）值达到8时,PU的力学性能最佳;用4种固化剂固化PU弹性体,结果表明复配的固化剂固化的PU弹性体力学性能最好;固化温度越高、时间越长,PU弹性体的力学性能越好。     

PCDL含量对混和软段的PUE相分离和阻尼性能的影响

以甲苯二异氰酸酯（TDI）、1,4-丁二醇（BDO）为硬段,聚碳酸酯二醇（PCDL）和聚醚二醇（PPG）混合物为软段,采用预聚体法制备了不同软段组成的聚氨酯弹性体（PUE）。采用DSC、FT—IR和DMA等分析手段研究了PCDL含量对PUE的微相分离程度和阻尼性能的影响。结果表明,随着软段中PCDL含量的增加,PUE中氨酯羰基的氢键化程度减小,相分离程度减小,而且PUE的储能模量随着PCDL含量的增加而减小;与单一组分软段的PUE相比较,混合软段的PUE具有相对较好的阻尼性能。     

不同扩链剂浇注聚氨酯弹性体的性能研究

通过预聚体(E93A)与两种不同的扩链剂4,4’-甲撑-双-(2-氯苯胺)(MOCA)、4,4’-甲撑-双-(2,6-二乙基-3-氯苯胺)(MCDEA)浇注聚氨酯弹性体(PUE),对二者性能进行了比较,结果表明,MCDEA扩链的PUE样品分子结构稳定,提高了微相分离程度,综合力学性能和热性能均较高.     

邻接交联型聚氨酯弹性体的制备和性能

以端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、扩链剂2,4/2,6-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(DMTDA)为原料,加入化学交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和助交联剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺(HAV-2)制备出不同硬段含量、不同交联密度的聚氨酯弹性体(PUE),研究了硬段含量、交联密度和温度对PUE结构与性能的影响。结果表明,当NCO质量分数为9%,HVA-2加入量为1.5%时,邻接交联型PUE综合力学性能最优。邻接交联型PUE的热稳定性得到明显提高。随着HVA-2的加入,损耗因子tanδ减小。     

HTBN型PUE复合材料的增强改性及耐腐蚀性能研究

以端羟基聚丁二烯．丙烯腈共聚物（HTBN）和聚四氢呋喃醚二醇混合物为软段,对苯二异氰酸酯、3,5-二甲硫基甲苯二胺为硬段,玻璃纤维（GF）或纳米SiO2为增强剂,采用浇注工艺制备HTBN型聚氨酯弹性体（PUE）,讨论了增强剂品种及用量、经硅烷偶联剂表面处理的GF对HTBN型PUE的力学性能和耐腐蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜（SEM）进行形貌表征。结果表明,GF或纳米SiO2对提高HTBN型PUE的力学性能有一定作用,但质量分数不能超过5％,GF的增强效果好于纳米SiO2。硅烷偶联剂可有效避免GF的团聚、提高HTBN型PUE与GF的相容性,界面粘接力增加,增强效果得到明显提升。GF增强HTBN型PUE复合材料具有较好的耐盐水和耐溶剂性能,拉伸强度损失率不超过7％。     

三（2-羟乙基）异氰脲酸酯改性TDI-80对PUE性能的影响

用三（2-羟乙基）异氰脲酸酯（THEIC,赛克）和TDI-80反应,得到改性异氰酸酯,从而把异氰脲酸酯（IS）环引入到聚氨酯弹性体（PUE）的分子主链。通过改变赛克的用量,考察其对PUE的力学性能和耐热性能的影响。力学性能测试结果表明：当赛克质量分数为10％时,PUE的拉伸强度和拉断伸长率达到了最高值,分别为46MPa和732％。DSC和TG测试结果表明：引入IS环后,PUE的耐热性能有所提高。DMA测试结果表明：改性PUE的内耗峰比未改性的宽,并且内耗峰值所对应的温度提高（由10℃提高到60℃）。     

聚氨酯弹性体／AI（OH）3复合材料工艺、性能及结构研究

以高活性聚醚三元醇、液化MDI、乙二醇等为主要原料,微米级AI（OH）,为填料,二月桂酸二丁基锡、二三乙烯二胺为催化剂,采用一步法制备聚氨酯弹性体／AI（OH）,复合材料,考查了AI（OH）,含量对复合材料成型工艺、性能及微观结构的影响。结果表明：AI（OH）,对聚合反应有延迟作用并可作为聚氨酯弹性体的增强填料;氧指数表明,复合材料的阻燃性能随AI（OH）,含量的增加而提高,可达到难燃级别。XRD图和SEM照片表明微米级AI（OU）,在PUE基体中分散良好,     

二胺固化MDI型聚氨酯弹性体

采用聚四氢呋喃二醇（PTMG）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）合成预聚物,经3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺（MOCA）扩链合成了聚氨酯弹性体,测定了其物理性能和高温性能。结果表明,该体系弹性体具有良好的物理机械性能,尤其是其高温性能更加突出,120℃时撕裂强度保持率可达40％,用该体系制得的矿用磨盘,使用寿命是甲苯二异氰酸酯（TDI）体系的3倍以上,显示出良好的应用前景。     

IPDI基浇注型聚氨酯弹性体性能的研究

采用不同品种的多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应合成了浇注型聚氨酯弹性体,研究了不同多元醇结构对IPDI型聚氨酯弹性体性能的影响;用红外光谱表征了聚氨酯弹性体的结构,并对其进行了力学性能、动态性能和耐溶剂性能测试。结果表明,聚酯多元醇（Pol-2456）的聚氨酯弹性体力学性能最好;聚醚和聚酯型聚氨酯弹性体在较高温度下tan8值仍然保持在0．4左右,可以作为阻尼材料;端羟基聚丁二烯的聚氨酯弹性体的动态性能最好,峰值为0．715（-60．4℃）,-10℃以下,tanδ值基本保持在0．2左右,且具有好的耐溶剂性。     

聚氨酯弹性体介电性能的研究

通过对比不同种类、不同相对分子质量多元醇以及不同异氰酸酯,研究了聚氨酯弹性体(PUE)结构与材料介电性能(体积电阻率、介电常数、介电损耗)的关系。结果表明,当多元醇种类变化时,聚氧化丙烯二醇(PPG)型PUE介电损耗最大;聚四氢呋喃二醇(PTMEG)型PUE、介电常数、介电损耗都最小;聚己内脂二醇(PCL)型PUE体积电阻率和介电常数最大。当多元醇相对分子质量增加时,PUE体积电阻率减小,介电常数和介电损耗增加;二苯基甲烷二异氰酸酯/1,4-二羟基丁烷(MDI/BDO)型PUE与甲苯二异氰酸酯/3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(TDI/MOCA)型PUE相比,体积电阻率更低、介电常数和介电损耗更高。     

笼形八聚(γ-氨丙基)倍半硅氧烷改性PUE制备及性能研究

利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯(PEBA1000)、1,4-丁二醇(BDO)和笼形八聚(γ-氨丙基)倍半硅氧烷(OAPS)等为主要原料,合成了杂化聚氨酯弹性体(PUE)交联网络.通过傅里叶转换红外光谱(FTr-IR)、动态力学分析(DMA)、热失重分析(TGA)以及力学性能的测试对杂化材料的...