超支化聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的制备与阻尼性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PTMEG)和丙烯酸酯类单体为主要原料,三羟甲基丙烷(TMP)和自制的超支化聚氨酯(HBPU)为交联剂,合成了聚氨酯(PU)/聚丙烯酸酯(PA)水性乳液。热重分析(TGA)及动态力学分析(DMA)研究表明,采用两种交联剂合成的聚合物耐热性能相差不大,均具有良好的阻尼性能(阻尼因子tanδ约为0.75,tanδ>0.3的温度范围约为60℃);随着PA组份含量的增加,阻尼性能越好。     

微纳米辐射交联橡胶粒子对轮胎胎面胶抗干滑性能的影响

提高轮胎胎面胶的抗干滑性能对提高汽车的安全驾驶性具有重要意义。文中应用平均粒径为160 nm的辐射交联型丁苯橡胶粒子(UFPSBR)制备了轮胎胎面胶用UFPSBR/天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。动摩擦系数实验、动态力学性能分析(DMA)和橡胶加工分析(RPA)等研究结果显示,与NR/SBR复合材料相比,15 phr UFPSBR粒子改性后的UFPSBR/NR/SBR复合材料的动摩擦系数增加了27%,同时,UFPSBR/NR/SBR复合材料在30℃的损耗因子(tanδ)值增大了30%,表明UFPSBR粒子具有显著提高轮胎胎面胶抗干滑性的作用。RPA研究结果发现,与NR/SBR复合材料在60℃时的tanδ值相比,UFPSBR/NR/SBR复合材料在60℃时的tanδ值显著降低,表明UFPSBR粒子也具有降低轮胎胎面胶滚动阻力的作用。     

聚氨酯弹性体/纤维素纳米晶体复合材料的制备及性能研究

通过浓硫酸水解脱脂棉制备纤维素纳米晶体(CNC),并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对其进行表面修饰。以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMG)、CNC、1,4-丁二醇(BD)为原料制备聚氨酯弹性体/纤维素纳米晶体(PUE/CNC)复合材料,研究了CNC用量对PUE/CNC复合材料性能的影响。结果表明:当CNC用量达到1%(wt,质量分数,下同)时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了178%和97.5%,热性能也有所提高;但CNC用量超过1.5%后,复合材料的力学性能下降,热性能仍保持提升。     

脱酮肟型耐低温室温硫化硅橡胶的制备及性能

采用阴离子开环聚合反应合成了α,ω-二羟基聚甲基乙基硅氧烷(PMES),并利用核磁共振氢谱和红外光谱对PMES进行了结构表征。以PMES为基胶,甲基三丁酮肟基硅烷(MOS)为交联剂制备了耐低温脱酮肟型室温硫化硅橡胶(RTV-MESR)。采用交联密度、力学性能、差示扫描量热分析、动态力学分析和低温脆性测试对RTV-MESR的性能进行了详细研究。结果表明,当添加20phr白炭黑,6phr甲基三丁酮肟基硅烷(MOS)时,MESR的力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度均达到最大值,分别为2.77 MPa,249%,9.58kN/m;差示扫描量热分析结果表明MESR为非结晶型硅橡胶,玻璃化转变温度(Tg)在-130℃左右,并且随着MOS用量的增加,MESR的Tg略有上升;动态力学分析和低温脆性的测试表明,RTV-MESR具有优异的耐低温性能。     

聚氨酯弹性体分子结构对阻尼及力学性能的影响

为获得深水环境用减振降噪聚氨酯弹性体(PUE),选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)和三乙醇胺(TEA)为原材料浇注制备了PUE,探究硬段含量、R值和合成方法对PUE阻尼性能和压缩模量的影响。结果表明：随着硬段含量的增加，PUE的tanδ峰值减小，压缩模量增强；随着R值的增加，T_g增大，压缩模量先增大后降低，R=2时达到峰值。预聚体法和一步法对合成出PUE的tanδ的影响较小，但预聚体法合成PUE的压缩模量明显优于一步法。增加分子链刚度、氢键化程度和硬段微区分布均匀程度可以有效提升PUE的压缩模量，但会导致阻尼性能下降。     

CIIR/AO-2246/PF复合材料的结构与阻尼性能研究

氯化丁基橡胶(CIIR)基体中添加了受阻酚AO-2246和酚醛树脂(PF),制备了CIIR/AO-2246/PF交联复合材料,并研究了其阻尼性能、力学性能和微观结构。结果表明:CIIR/AO-2246/PF交联复合材料的损耗因子-温度(tanδ-T)曲线只有一个单峰,是热力学相容体系,与纯的CIIR或CIIR/AO-2246交联体系橡胶相比,其tanδ峰明显向高温移动,最大损耗因子值及其对应温度都得到大幅度提高,且峰值增加到1.80左右,有效阻尼温域范围90℃以上。同时,AO-2246和PF的加入可以兼具提高CIIR基体材料力学性能,具有很好的实用价值。扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和傅里叶红外光谱(FTIR)的分析结果证明,AO-2246以无定形状态分散在CIIR/PF基体中,且AO-2246与基体CIIR之间形成了很强的分子间作用力,使材料的玻璃化温度大幅度上升。     

不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇和1,4-丁二醇(BDO)等为主要原料制得一系列不同硬度、不同异氰酸酯型聚氨酯弹性体(PUE),研究了异氰酸根指数(R值)、不同多异氰酸酯等对PUE的性能影响。结果表明,随R值增加,3种异氰酸酯型聚氨酯(PU)的硬度、拉伸强度和热性能变化趋势一致,断裂伸长率变化各异。在R值为1.4时,HMDI-PU分子结构最规整,结晶度最高,硬度最大,热性能较优,硬度达到56HA,拉伸强度为2.949MPa,断裂伸长率为390%,起始分解温度为278℃,最大失重温度为321℃,是3种材料中较好的。     

低分子量HTPB聚氨酯弹性体的制备及其性能

为改善高固含量高聚物黏结炸药(PBX)和丁羟推进剂的工艺性能,以低分子量的端羟基聚丁二烯(HTPB)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,选用一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂,采用二步法制备了聚氨酯弹性体。研究了催化剂用量对浆料黏度的影响,固化参数R及扩链剂用量对HTPB聚氨酯弹性体力学性能的影响。试验结果表明,当催化剂质量分数为0.004%时,适用期可达5 h;R值为1.1,DEG羟基含量占反应总羟基量的60%时,聚氨酯弹性体力学性能较好,拉伸强度达7.60 MPa,断裂伸长率达540.21%。动态力学分析(DMA)测试结果显示,低分子量HTPB聚氨酯弹性体有两个明显的玻璃化转变温度,说明样品存在明显的微相分离结构。     

GAP/MDI/DEG含能热塑性弹性体的合成与性能

以一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂采用熔融预聚二步法合成了一种聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基含能热塑性聚氨酯弹性体(GAP/MDI/DEG-ETPE)。采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械分析(DMA)、X射线衍射(XRD)分析和力学性能测试技术对合成的ETPE进行了性能表征。结果表明,当-NCO/-OH摩尔比(R值)为0.98,后熟化条件为30℃1d,90℃3d,硬段质量分数为35%时,ETPE的数均相对分子质量为84530,重均相对分子质量为202400,分散指数为2.39,且具有较佳的力学性能和动态力学性能,其拉伸强度为14.6MPa,断裂伸长率为414%,玻璃化温度为-29.6℃。     

POSS/PUE纳米复合材料的制备与表征

利用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)对聚氨酯弹性体(PUE)进行了改性,研究了带有不同基团的POSS(八苯基POSS和乙烯基POSS)及不同用量的POSS对聚氨酯性能的影响.结果表明,聚氨酯弹性体的力学性能有一定提高.动态力学测试(DMA)表明,POSS/PUE的储能模量和阻尼性能得到提高,玻璃化转变温度变化不大.热失重分析(TGA)表明,八苯基POSS/PUE和乙烯基POSS/PUE复合材料的初始热分解温度比聚氨酯弹性体分别提高了28.6℃和15℃,材料热稳定性得到提高.通过扫描电镜观察到随着POSS含量的增加其在基体中的分散性下降.     

EVM基共混物的阻尼性能

选用双叔基过氧化异丙基苯(BIPB)作为硫化剂,采用动态粘弹谱仪(DMA)对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)/乙丙胶(EPDM)和EVM/丁腈胶(NBR)两种共混体系的阻尼性能进行了研究.考察了聚氯乙烯(PVC)、N-环己基-2-苯井噻唑次磺(CZ)以及过氧化二异丙苯(DCP)对EVM基共混物阻尼性能的影响.实验结果表明...     

EVM/EPDM共混物的阻尼性能

选用双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)作为硫化剂,采用动态力学性能(DMA)测试对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)和三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的阻尼性能进行了研究.结果表明,不同配比的EVM700和EPDM4640共混时,出现有"谷底"的双阻尼因子峰,不能有效拓宽阻尼温域;丙烯酸锌可以使共混物的阻尼因子峰增高和拓宽;...     

Thermal and tensile properties of HTPB-based PU with PVC blends

Blends of HTPB (hydroxyl-terminated polybutadiene)-based polyurethane (PU) and polyvinyl chloride (PVC) membranes with various relative weight percentages were prepared by solution process. Different equivalent ratios of HTPB, 4,4′-dicyclohexyl methane diiscyanate (H₁₂MDI), and 1,4-butane diol were used to synthesize PU solution by two-stage process. The intermolecular bonding between N-H, CO groups of PU and C-Cl group of PVC was determined via FTIR analysis by the relative absorbance of the two N-H groups and was correlated to thermal/mechanical properties. Larger part of PVC has been found to disperse in the hard domain of PU resulting in the shift in IR frequency. Thermal property, tensile strength and intermolecular bonding of membranes were function of the contents of PVC and PU's hard segment. One-year aged butadiene-containing PUs and blends still exhibit higher tensile strength than that of as-prepared ones. Hence, it is promising to replace the plasticizer, such as DOP, in PVC by these HTPB-based PU for the prevention of PVC migration as well as the enhancement of mechanical and thermal properties of blends.     

新型高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料制备及性能研究

以氯化丁基橡胶为基体材料,通过反增塑作用技术,成功制备出高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料,并研究其阻尼性能、力学性能及微观结构。结果表明：复合材料CIIR/CP-70/PF体系的损耗因子-温度（tanδ-T）曲线仅一个单峰,属热力学相容体系,与纯CIIR基体橡胶相比,复合材料的tanδ峰明显向高温移动,且最大损耗因子值及对应温度均大幅度提高,且峰值增加到1.38左右,有效阻尼温域范围90℃以上。同时,CP-70与PF的加入可兼具提高CIIR基体材料力学性能,具有很好的实用价值。SEM及DSC分析结果证明,CP-70以无定形状态分散在CIIR基体中,且CP-70与基体CIIR间存在反增塑作用。     

低温共烧氧化铝/玻璃复合基板材料的研究

以低软化点的钙硼硅酸盐玻璃和氧化铝粉末为原料,制备了氧化铝/玻璃低温共烧复合基板材料。所需的玻璃粉体采用溶胶-凝胶法制备。研究了烧结温度和氧化铝含量对复合材料的烧结特性、介电性能以及力学性能的影响。结果表明,当氧化铝质量分数为50%,复合材料经950℃、保温2 h烧结后,其εr=5.92,tanδ=5.7×10-4,ρ=1012Ω.cm,抗弯强度σ=167.82 MPa,热膨胀系数α=4.86×10-6/℃,可望作为低温共烧多层陶瓷基板材料应用。     

Investigation of novel polyurethane elastomeric networks based on polybutadiene-ol/polypropyleneoxide mixture and their structure–properties relationship

Polyurethane elastomer networks were designed and synthesized based on hydroxyl terminated polybutadiene/polypropyleneoxide (HTPB/PPO) mixtures, 2,4-toluene diisocyanate and 1,4-butanediol. Various networks with different molar ratio of HTPB to PPO (0/100, 25/75, 50/50, 75/25 and 100/0) had been prepared. Depending on the length of soft segment, average functionality of polyol mixtures, mechanical and thermal properties of samples were varied. Our observations confirmed that final properties of the networks can be attributed to two synergistic factors: (a) formation of chemical network (crosslinking) and (b) soft segment length. An optimum composition was found. This optimum composition shows that both physical (hard domains) and chemical network (crosslinking) have synergistic effects. Moreover, Flory–Hugins interaction parameters of soft and hard segments were calculated. Synthesized polyurethane elastomer networks have a structure similar to semi interpenetrating polymer networks, which is named pseudo-semi-IPN. These novel polyurethane elastomer networks show higher tensile strength and economic benefit than polyurethanes which are based on other non-polar polyols.     

Preparation, Morphology and Damping Property of PU/UP Interpenetrating Polymer Networks

Interpenetrating polymer networks (IPNs) composed of acrylate-modified polyurethane (PU)/unsaturated polyester (UP) resin via simultaneous polymerization with various component ratios of PU/UP were prepared. The polymerization processes of IPNs were traced through infrared spectrum (IR) techniques, by which the phase separation in systems could be controlled effectively. Results for the morphology and miscibility among multiple phases of IPNs, obtained by transmission electron microscope (TEM) indicated that the domains between two phases were constricted in nanometer scales. The dynamic mechanical thermal analyzer (DMTA) detection results revealed that the loss factor (tanδ) and loss modulus (E") increased with the polyurethane amounts in system, and the peak value in curves of tanδand E" appeared toward low temperature ranges. Maximum tanδvalues of all samples were above 0.3 in the nearly 50℃ranges. Also, the mechanical properties of PU/UP IPNs were studied in detail.     

有机蒙脱土/聚氨酯弹性体复合材料的微观形貌及力学性能

以十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）为改性剂,通过离子交换法改性钠基蒙脱土（MMT）制得有机蒙脱土（OMMT）;以聚丙二醇（PPG）和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为单体,1,4-丁二醇（BDO）为扩链剂,合成聚氨酯弹性体（PUE）基体;并采用预聚体法制备了OMMT/PUE复合材料。FTIR和XRD测试结果表明:OMMT在2 921 cm-1和1 469 cm-1处出现-CH₂吸收峰,表明OTAC分子链成功插入到OMMT片层,由OMMT的耐热性推算OTAC的插层量为24%,且OMMT的层间距较MMT增加了0.7 nm。OMMT/PUE复合材料的SEM和XRD结果显示:适量的OMMT在PUE基体中均匀分散,且以完全剥离的形式存在,其主要原因是:一方面由于OTAC分子与PUE软链间存在较强的作用,另一方面OMMT表面活性基团与基体间也存在一定的界面作用,两种作用均有利于提高OMMT/PUE复合材料的力学性能。力学性能测试结果表明:当OMMT的含量为3wt%时,OMMT/PUE复合材料的拉伸强度、扯断伸长率及断裂拉伸强度比PUE分别提高了37%、28%和34%,力学性能得到明显改善。      

环氧化改性杜仲胶与合成反式-1,4-聚异戊二烯的性能对比

基于天然杜仲胶(EUG)与人工合成反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)微观链结构和化学组成的差异,分别采用乳液工艺和溶液工艺对二者进行了环氧化改性。采用差示扫描量热、偏光显微镜(POM)、拉力试验、扫描电子显微镜和动态力学分析对比研究了环氧度对环氧化杜仲胶(EEUG)和环氧化合成反式-1,4-聚异戊二烯(ETPI)的结晶行为、拉伸性能、动态力学性能的影响。结果显示,随着环氧度的增加,EEUG和ETPI结晶度均降低,球晶尺寸减小,EEUG在环氧度超过摩尔分数20.6%后聚集态结构由结晶转变为无定型;ETPI在环氧度超过摩尔分数13.8%后DSC曲线上没有出现熔融峰和结晶峰,但POM下仍可观察到少量小球晶。环氧基团的不均匀分布导致了ETPI的局部结晶。拉伸性能显示随着环氧度增加,EEUG硫化胶拉伸强度降低,断裂伸长率明显增加,在环氧度摩尔分数大于20.6%后实现了材料由刚而韧的塑料向软而韧的弹性体的转变。ETPI硫化胶拉伸强度和断裂伸长率均低于TPI硫化胶。动态力学性能证实EUG的环氧化改性导致其聚集态结构的转变,且这种转变与环氧度之间有明确的对应关系。ETPI力学行为的改变与环氧度之间没有明确的对应关系。EEUG-20.6和ETPI-13.8的硫化胶显示出最大的0℃时tanδ值和最小的60℃时tanδ值,说明通过控制环氧度来控制材料的聚集态结构,可同时改善材料的抗湿滑性能和低滚动阻力。