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。     

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。     

扩链剂TX-2对PTMG/TDI体系PU弹性体力学性能的影响

以聚四氢呋喃均聚醚(PTMG)和甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料合成聚氨酯预聚体,再分别与扩链剂TX-2、E300和二者混合物反应制备聚氨酯(PU)弹性体。研究了TX-2含量、预聚体NCO基含量、扩链系数、聚醚软段相对分子质量对弹性体力学性能的影响。结果表明,提高扩链剂中TX-2含量,胶液流动时间延长,PU弹性体的力学性能变化不大;预聚体NCO基质量分数增加,弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度明显提高,拉断伸长率下降;当扩链系数增加时,弹性体的拉伸强度、300%定伸应力和拉断伸长率均明显提高,但当扩链系数1时,上述各项性能指标迅速降低;随着软段相对分子质量的增加,弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均下降,拉断伸长率和冲击弹性增加。     

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。     

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％。     

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。     

共混二异氰酸酯在聚氨酯弹性体中的应用

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)共混二异氰酸酯为原料,合成一系列聚氨酯弹性体制品,讨论了MDI/TDI摩尔比、扩链剂种类、聚醚多元醇种类等对聚氨酯弹性体制品性能的影响。结果表明,当MDI/TDI摩尔比为1∶1时,具有最高的伸长率,但拉伸强度和撕裂强度有所降低;以3,3′-二氯-4,4′-二苯基甲烷二胺(MOCA)作为扩链剂时,性能优于3,5-二甲硫基甲苯二胺(E-300)和1,4-丁二醇(BDO);采用聚醚DL-1000合成聚氨酯弹性体时,其拉伸强度和撕裂强度优于聚醚DL-2000,但伸长率降低。     

玻璃纤维增强聚氨酯复合材料性能的研究

以聚醚聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)或聚丙二醇(PPG)与异氰酸酯4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作原材料合成了预聚体;以3,3'-二氯-4,4′-二胺基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂制备了PU弹性体;采用手糊成型方法制备了聚氨酯(PU)/玻璃纤维(GF)复合材料。研究了2种预聚体制备的PU弹性体力学性能、玻璃纤维厚度和层数以及复合材料密度对PU/GF复合材料力学性能的影响,以及GF与PU弹性体的粘结强度。结果表明,MDI/MOCA-PU比TDI/MOCA-PU的力学性能优异;随着玻璃纤维厚度和层数的增加,复合材料力学性能提高;密度对PU/GF复合材料的拉伸强度有显著影响;用硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维可提高复合材料剥离强度。     

醇类扩链剂亚甲基团数目对聚氨酯弹性体性能的影响

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃聚醚(PTMG)为原料合成聚氨酯（PU）预聚体,与三官能度聚醚多元醇和不同醇类扩链剂制备PU弹性体。通过差示扫描量热仪、热失重分析仪和动态力学分析仪表征了PU弹性体的热性能和动态性能,并测试了其力学性能。探讨了醇类扩链剂亚甲基团数目的变化对其性能的影响。结果表明,随着醇类扩链剂分子链长度的增加,软段玻璃化转变温度和滞后损失降低,热稳定性和动态性能提高,拉伸强度、断裂伸长率和硬度均有所增加。     

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。     

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。     

低温柔韧型水性聚氨酯丙烯酸酯复合分散体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-20)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等用原位合成技术制备具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合分散体。研究了环氧树脂(E-20)、MMA加入量等对分散体及涂膜性能的影响,从而确定了最佳合成配方,获得了具有优良的低温成膜性好、贮存稳定性好、高硬度、耐有机溶剂性佳和附着力强的水性聚氨酯涂料。     

磁鼓刮板用聚氨酯弹性体的制备及性能研究

采用低聚物多元醇和二异氰酸酯合成预聚体,以3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为扩链剂,加入内掺型抗静电剂制备了磁鼓刮板用聚氨酯弹性体（PUE）。讨论了低聚物多元醇和异氰酸酯类型、预聚体NCO含量、扩链系数（NH,／NCO摩尔比）和抗静电剂加入量对PUE性能的影响。结果表明,当采用聚四氢呋喃醚二醇（PTMG-1000）、甲苯二异氰酸酯（TDI-100）为原料,预聚体NCO质量分数为5．50％、扩链系数为O．95、抗静电剂用量为5％时,制得的PUE具有优良的力学和抗静电性能,能够满足磁鼓刮板的应用要求。     

纳米CaCO3对聚烯烃聚氨酯弹性体性能影响

以端羟基聚丁二烯（HTPB），甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料，帛备了聚烯烃聚氨酯预聚体，以E－300作为固化交联剂，研究了癸二酸二异丬酯（DOS），纳米CaCO3含量以及混合时间对聚烯烃聚氨酯弹性体性能的影响。测试了料浆的粘度变化以及弹性体的力学性能，结果表明，添加适量的纳米CaCO3对聚烯烃聚氨酯弹性体具有补强作用，添加适量的癸二酸二异丬酯和选择合适的混合时间可以提高弹性体的性能，当纳米CaCO3为15g，癸二酸二异辛酯为10g，混合时间为20min左右时，弹性体材料具有最佳性能。     

环氧改性水性聚氨酯涂料的合成与性能研究

采用环氧树脂与聚醚、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲苯二异氰酸酯（TDI）反应制备水性聚氨酯涂料。研究发现随着所用的环氧树脂的环氧值的降低，改性水性聚氨酯涂膜的硬度和拉伸强度逐渐提高，断裂伸长率则随着降低。选用环氧值为0．44的环氧树脂所合成的改性水性聚氨酯的涂膜硬度达到玻璃硬度0．70；随着环氧树脂添加量增大，涂膜机械性能增加。采用后添加环氧树脂的合成工艺，可制备贮存稳定的水性聚氨酯乳液；凝胶渗透色谱（GPC）分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯提高了聚氨酯的分子量。性能测试表明环氧改性水性聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、耐水性好和耐溶剂性好等优点。     

Studies on impact modification and fractography of solution cast blends of PVC and NR/PU block copolymers

Segmented polyurethanes based on toluene diisocyanate (TDI) with three different chain extender diols, viz., propylene glycol (PG), 1,4-butanediol (1,4-BDO), and 1,3-butanediol (1,3-BDO) were synthesized by a two-step, solution polymerization method. These different NR-b-PU block copolymers were incorporated into PVC at various compositions by the solution blending method. These blend systems were subjected to FTIR analysis, DSC, tensile testing, tensile impact measurements, and tensile impact fracture studies by SEM. It was observed that systems showed modification in tensile impact properties. Optimum impact properties were shown at concentrations 6–8% of the block copolymer. At higher compositions there is deterioration in impact properties. High impact properties showed by these blends are attributed to the optimum level of compatibility achieved between the blend components. Tensile impact fracture studies revealed that failure pattern for these blend system transitioned from brittle to ductile fracture. Blends up to 10 wt% of block copolymer showed partially compatible heterogeneous nature exhibiting domain morphology. Blends with higher block copolymer content showed deterioration in tensile strength, modulus, yield strength, and tensile impact strength due to higher particle size of the agglomerated rubber soft segments of the block copolymer.     

Polyurethane elastomers: synthesis and the effects of dihydroquinone on properties

Poly(esterurethane) elastomers were synthesized by a pre-polymer process. The pre-polymer based on poly(caprolactone) (capa-225) and toluene-diisocyanate (TDI) was mixed with 1,4-butane diol (BDO) or dihydroquinone (HQ) in capa-225 (known as the quasi pre-polymer process) and then reacted in a mould. Mechanical and thermal properties of the elastomers synthesized were investigated using a tensometer, Shore hardness tester, differential scanning calorimeter and dynamic mechanical analysis. The chemical resistance of the samples was measured by a toluene immersion test. The properties of the samples containing HQ and BDO as chain extenders are compared. The ultimate tensile strength, Young’s modulus, hardness and chemical resistance of the HQ samples are higher than those of the BDO samples. Substitution of HQ for BDO results in a decrease in elongation at break and heat resistance of the samples. © 1998 SCI.     

复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。