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。     

HTBN/PTMG双软段聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈共聚物(HTBN)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为扩连剂,采用浇铸法制备了聚氨酯弹性体。研究了聚氨酯预聚体中NCO含量、HTBN/PTMG质量比、PTMG相对分子质量和改变扩链剂用量以及热处理时间对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,低相对分子质量PTMG和高热处理温度有利于提高聚氨酯弹性体的力学性能,当聚氨酯预聚体中HTBN/PTMG的质量比为50∶50、NCO质量分数为5.98%、NCO/NH2摩尔比为1.20、115℃下热处理2 h时,聚氨酯弹性体的力学性能最佳。     

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。     

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。     

PCL/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚己内酯二醇(PCL)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,用二元醇1,4-丁二醇(BDO)和三元醇(TMP)混合物作扩链剂制备了聚氨酯(PU)弹性体,研究了预聚体NCO基含量、扩链剂用量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量的增加而增加,扩链剂三元醇质量分数超过20%后,弹性体力学性能下降幅度较大,扩链系数大于0.95时,聚氨酯的力学性能急剧降低。     

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。     

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。     

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。     

聚氨酯弹性体的合成及其阻尼性能的研究

以端羟基聚环氧氯丙烷为原料,采用半预聚体制备聚氨酯弹性体;对端羟基聚环氧氯丙烷和聚氨酯弹性体的阻尼性能进行了表征,并研究了半预聚体中—NCO的的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、异氰酸酯的种类和聚醚的相对分子质量对聚氨酯弹性体阻尼性能的影响。结果表明:聚氨酯弹性体具有良好的阻尼性能,降低半预聚体中—NCO的质量分数、弹性体中硬段的质量分数、端羟基聚环氧氯丙烷的相对分子质量和使用异氰酸酯TDI-80可以提高聚氨酯弹性体的阻尼性能。     

反应性聚氨酯热熔胶的制备与性能研究

以聚四氢呋喃二醇（PTMG）、二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯（MDI）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）为主要原料合成了反应性聚氨酯热熔胶。研究了不同相对分子质量PTMG、NCO含量、EVA含量对反应性热熔胶力学性能的影响。结果表明．聚醚相对分子质量越大，其柔韧性、伸长率越大；NCO质量分数为4％-6％时，其力学性能较好；EVA质量分数为30％时，其综合性能较佳。     

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。     

预聚体法制备HTPB/IPDI基聚氨酯弹性体材料

以端羟基聚丁二烯(HTPB),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原材料合成了预聚体,采用3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)作为交联剂,制备了聚氨酯弹性体材料。研究了聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及热处理对材料力学性能的影响,不同贮存条件对聚氨酯预聚体性能以及材料性能的影响。结果表明,合成的聚氨酯预聚体具有良好的贮存性能,调整聚氨酯预聚体中NCO含量和交联剂用量以及高温热处理都能够提高聚氨酯弹性体材料的力学性能,当预聚体NCO质量分数控制在5．68％左右,NCO／NH2摩尔比控制在1．20,在120℃下热处理时间为2h时,可以获得力学性能较佳的材料。     

游离异氰酸根含量对聚氨酯弹性体性能的影响

以二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚多元醇为主要原料合成聚氨酯弹性体。讨论了预聚体NCO含量、多元醇分子量等对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,预聚体NCO含量在5.5%~6.0%时,弹性体各项性能最佳。     

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％。     

PEPA/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚已二酸乙二醇丙二醇酯（PEPA）、4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为原料，用1，4-丁二醇（BDO）扩链剂或混合扩链剂制备了聚氨酯（PU）弹性体。讨论了预聚体NCO基质量分数、扩链剂和催化剂用量对聚氨酯弹性体力学性能的影响；同时，比较了MDI／BDO体系与2，4-甲基二异氰酸酯／3，3＇-二氯-4，4＇-二胺基二苯甲烷（TDI／MOCA）体系的性能。结果表明，聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量增加而增加;提高扩链剂的三元醇含量，弹性体力学性能呈下降趋势;MDI／BDO体系的扯断伸长率和撕裂强度比TDI／MOCA体系高。     

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（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）为硬段采用预聚体法合成了聚氨酯（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NC0质量分数及催化剂对聚氨酯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,PBA—PU的硬度最高提高预聚体NCO质量分数可使PU弹性体硬度、撕裂强度和300％模量增加;在制备聚氨酯弹性体中,加入催化剂的弹性体拉伸强度下降16．6％～20．1％;MDI／BDO体系的PU弹性体撕裂强度和冲击弹性较高,TDL／MOCA体系的PU弹性体拉伸强度较好、永久变形较低。     

新型PTMG-PO共聚醚聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以一种新型聚四亚甲基醚二醇一环氧丙烷（PTMG—PO）共聚醚为原料,制备了浇注型聚氨酯（PU）弹性体,与不同软段的产品进行了分析比较。结果表明,提高预聚体NCO基含量,PTMG—PO聚氨酯弹性体的硬度和强度增加,伸长率下降。提高PTMG—PO相对分子质量,硬度升高,而拉伸强度降低。PTMG-PO弹性体的力学性能优于THF—PO性能。红外分析表明,PTMG—PO和THF—PO共聚醚结构单元基本相同;热分析结果显示,高相对分子质量的PTMG—PO弹性体的玻璃化转变温度低。耐热性差。     

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。     

聚醚多元醇K~+离子含量对聚氨酯弹性体的影响

分别采用不同K~+含量的氢氧化钾体系聚醚多元醇与二异氰酸酯反应合成出聚氨酯预聚体,研究了聚醚多元醇中K~+含量对预聚体反应速率、外观及稳定性的影响,比较了3种不同K~+含量的聚醚多元醇合成预聚体所制备的聚氨酯弹性体制品的力学性能和耐磨性能。结果表明,K~+含量小于3 mg/kg可保证预聚体反应平稳,80℃下预聚体稳定较好,且在MOCA固化的体系中,凝胶时间长,工艺操作性好;较高的K~+含量一方面会使聚醚多元醇产品在生产过程中平均相对分子质量下降,不饱和度增加,另一方面催化NCO与氨基甲酸酯基或脲基反应,特别是对伯羟基含量较高的聚醚催化效果更大,预聚体易产生脲基甲酸酯和缩二脲交联键,使弹性体化学结构的规整性下降,导致力学性能下降,DIN磨耗增大,影响弹性体使用寿命。     

聚醚型聚氨酯弹性体的合成

以聚醚多元醇、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为原料合成了聚醚型聚氨酯弹性体。分别对预聚反应时间、温度进行了考察,确定了合适的反应条件;并对影响聚醚型聚氨酯弹性体性能的几个因素如预聚体中NCO质量分数、水分含量、NCO与OH摩尔比、聚醚多元醇的相对分子质量及后熟化时间等进行了研究。较佳反应条件为:反应温度为(80±5)℃,预聚反应时间1.5￣2h。聚醚多元醇含水质量分数<0.05%,NCO与OH摩尔比1.00￣1.03,后熟化时间≥4h。