硬段含量对MDI型热塑性聚氨酯性能的影响

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯(TPU),利用FTIR、DSC及力学性能测试等手段探究了硬段含量对TP U性能的影响.结果表明,硬段含量增加,TP U的氢键化程度、玻璃化转变温度、硬段熔融温度、拉伸强度、撕裂强度、硬...     

含芳杂环热塑性聚氨酯弹性体的合成与表征

为了提高热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的耐热性,以聚四氢呋喃二元醇(PTMG-2000)为软段,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)分别与扩链剂1,2,4,5-苯四甲羧酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-苯甲酮四羧酸酐(BTDA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)和1,4-丁二醇(BDO)反应形成的链段为硬段,经预聚体法合成了一系列不同硬段种类和含量的TPU,考察了它们的热性能和力学性能。研究表明,含芳基酰亚胺基团的引入能有效地提高产品的初始分解温度,BPDA-MDI为硬段的TPU初始分解温度约为260℃,优于以BTDA-MDI和PMDA-MDI为硬段的TPU,更优于常规的以BDO-MDI为硬段的TPU(150℃)。当硬段含量为w=40%时,25℃环境中,含芳基酰亚胺型TPU的邵氏硬度92 A,拉伸强度在36～40 MPa,断裂伸长率500%,均较相同硬段含量的BDO-MDI型TPU高;且80℃下,含芳基酰亚胺型TPU仍有较高的杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率。与BDO-MDI硬段含量为w=40%的TPU相比,25和80℃下,相同硬段含量的BPDA-MDI型TPU的杨氏模量分别是前者的3.8倍和18倍,拉伸强度是前者的2.1倍和3.4倍,断裂伸长率是前者的1.03倍和2.5倍。此外,含芳基酰亚胺型TPU的弹性恢复能力并未随着它们硬度和刚性的增加而变差,还略优于BDO-MDI型TPU,在100%应变条件下,弹性恢复率均大于81%。     

XDI基热塑性聚醚聚氨酯弹性体的合成及表征

以环氧乙烷/四氢呋喃无规共聚醚[P(E-CO-T)]为软段、间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)为硬段、对苯二酚-双(β-羟乙基)醚(HQEE)为扩链剂,采用熔融预聚体法合成了一种新型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。利用傅里叶变换红外吸收光谱仪、凝胶渗透色谱分析仪、动态力学分析仪、热重分析仪和力学性能测试仪器等手段对TPU进行了表征。结果表明,硬段含量为45%(质量分数,下同)的TPU的拉伸强度为17.37 MPa,断裂伸长率为559%,拥有较好的综合力学性能;具有较高的数均相对分子质量和聚醚聚氨酯的结构特征,拥有良好的热稳定性;具有典型的微相分离特征,随着硬段含量的增加,微相分离程度增加。     

TODI型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能研究

简单介绍了TODI型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的合成工艺、软段种类、硬段含量、R值等对其性能的影响,并与MDI型TPU的动态力学性能作对比.结果表明,使用预聚体法工艺制备的聚ε-己内酯(PCL)型TPU具有良好性能,硬段含量和R值在一定范围内的提高可提高材料的力学性能,与MDI型TPU相比,高温下TODI型TPU储能...     

软段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)和扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为聚氨酯弹性体硬段(控制硬段质量分数32%),以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)为软段,经预聚体法合成不同结构的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了弹性体软段部分对其硬度、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,控制热塑性聚氨酯弹性体硬段部分不变,改变软段,材料硬度变化不大;软段聚酯二元醇随其相对分子质量的增加,TPU力学性能和结晶性能均增强;研究不同PG含量的软段PEPA-TPU发现,当PG质量分数为10%时,TPU力学性能与结晶性能最好。     

聚酯多元醇M_r对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

以聚己二酸乙二醇/丁二醇酯(PEBA)、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4–丁二醇(BDO)为原料,合成了热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过控制异氰酸酯指数(R值)和TPU硬段含量,研究了PEBA相对分子质量(Mr)对TPU综合性能的影响。实验结果表明:当R值和硬段含量维持不变时,随聚酯多元醇Mr增加,TPU的回弹性、力学性能、耐磨耗性能和耐低温性能增强。     

聚碳酸亚丙酯型聚氨酯弹性体耐磨性的研究

以聚碳酸亚丙酯二醇(PPC)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,采用预聚体法合成了聚碳酸亚丙酯型热塑性聚氨酯弹性体(PPC-TPU)。探讨了硬段含量、异氰酸酯指数(R)、相对分子质量等对弹性体磨耗性能的影响,并与商业化多元醇制备的弹性体进行比较。研究表明,随着硬段含量、R值的增加,制备的弹性体的磨耗出现最小值;随PPC分子量增加,弹性体的耐磨性提高。在相同硬段含量下,PPC型TPU的耐磨性优于聚醚型TPU的,和聚酯型及PTMG型TPU的相近。     

硬段对聚酯型聚氨酯弹性体微相分离的影响

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)和1,6-己二醇(HD)等为主要原料,采用预聚体法制备了一系列热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过对TPU流变性能、结晶性能、硬度与力学性能的研究,考察了不同扩链剂及不同硬段含量对TPU体系内部微相分离的影响。结果表明,HD-TPU与BDO-TPU微相分离情况相当,均大于EGTPU,且HD-TPU具有较好的结晶性能、拉伸强度及断裂伸长率;随TPU体系硬段含量增加,硬度和拉伸强度增加,断裂伸长率减小,相分离发生越早越快,结晶熔融温度越高,但相分离程度并不高。     

热塑性聚氨酯弹性体熔融指数影响因素的探讨

研究了软段结构、硬段结构、合成工艺等因素对热塑性聚氨酯(TPU)弹性体熔融指数的影响。结果表明:随多元醇相对分子质量增大,熔融指数降低;相同硬度条件下,聚碳酸酯型TPU比聚己内酯型TPU熔融指数低,1,4–丁二醇扩链比对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)扩链熔融指数低;随着异氰酸酯指数或硬段含量增加,TPU熔融指数逐渐降低;合成反应温度越高,熔融指数越低;两步法工艺比一步法工艺有更好的加工流动性。     

PPDI型热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能研究

以对苯二异氰酸酯(PPDI)、低聚物二元醇和1,4-丁二醇为原料合成PPDI型热塑性聚氨酯弹性体(TPU),考察了软段种类和相对分子质量、硬段含量、R值(n(NCO)∶n(OH))等对其性能的影响,并与MDI型TPU的动态力学性能作比较.结果表明,聚ε-己内酯(PCL)体系TPU具有良好的性能,硬段含量和R值的提高均可...     

Effects of co‐hard segments on the microstructure and properties thermoplastic poly(ether ester) elastomers

A thermoplastic poly(ether ester) elastomer (TPEE) is composed of polyester hard segments and polyether soft segments. Polyester and polyether segments are often homopolymer segments. This work aims at incorporating poly(butylene phthalate (PBP) as co‐hard segments in the hard segments of poly(butylene terephthalate) (PBT)‐b‐poly(tetramethylene oxide) (PTMO) thermoplastic elastomer, and investigating structures and properties of the resulting materials, denoted as (PBT‐co‐PBP)‐b‐PTMO. (PBT‐co‐PBP)‐b‐PTMO was synthesized from dimethyl terephthalate (DMT), dimethyl phthalate (DMP), PTMO (M_n = 1000 g/mol), and 1,4‐butanediol (BDO). The crystallinity of (PBT‐co‐PBP)‐b‐PTMO first decreased and then increased with increasing PBP content from 5% to 10% due to a decrease in the average sequence length of the PBT hard segments. Its elongation at break was increased by 200–350%. When the mass fractions of PBT and PBP were 42% and 8%, respectively, the (PBT‐co‐PBP)‐b‐PTMO showed the best performance in terms of permanent deformation, strength, and hardness whose values were 30%, 25 MPa, and 37 D, respectively. All the synthesized copolymers had good thermal stability with a decomposition temperature of 400°C or so. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43337.     

Transparency-tunable and moderate-temperature healable thermoplastic polyurethane elastomer based on bisphenol A chain-extender

Transparent self-healing polymers have a promising future, but the research on the relationship among transparency, self-healing, and structure is still challenging. The thermoplastic polyurethane elastomers containing aryl carbamate were prepared by the reaction of isocyanate-terminated prepolymer and chain-extender bisphenol A (BPA). On the one hand, the thermoplastic polyurethane elastomer could heal at a relatively low temperature due to the exchange of aryl carbamate, and exhibits 83% of healing efficiency at 90°C for 2 h. On the other hand, two methyl groups of BPA hinder the crystallization of hard segments in polyurethane, so the domain of hard segments is amorphous, while the microcrystals of soft segments dispersed in the polyurethane are affected by the content of hard segments, therefore, the transparency of polyurethane can be tailored by the content of hard segments. It provides a simple design and a feasible preparation method for transparent self-healing polymer.     

支化与交联型聚氨酯弹性体的合成与性能分析

为提高聚氨酯弹性体力学性能和耐热性,本文以聚己二酸二乙二醇酯二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和 1,4-丁二醇为原料,以聚氧化丙烯三醇（PPG-3）或丙三醇为支化单体,并通过调控其添加量（1%、3%和5%,相对于PDGA-2000的摩尔分数）,采用本体预聚物法合成支化或交联型聚氨酯弹性体。与线型聚氨酯相比,支化聚氨酯具有较高机械强度和耐热性。添加3% PPG-3所制备支化聚氨酯的拉伸强度提高170%（33.9MPa）,撕裂强度提高36%（90.7MPa）,维卡软化点温度为95.1℃;然而,5%的丙三醇引发交联结构的形成,交联型聚氨酯的拉伸强度提高154%（31.8MPa）,撕裂强度提高26%（84.4MPa）,维卡软化点温度为150.6℃。此外,PPG-3和丙三醇发挥聚氨酯软段和硬段相容剂的作用,抑制微相分离,使聚氨酯弹性体的橡胶平台增大。动态流变行为测试结果表明,支化和交联型聚氨酯弹性体具有更高的弹性模量和复数黏度。     

Polyether‐based main‐chain‐type polytriazole elastomer with benzoxazine via a 1,3‐dipolar cycloaddition reaction

A novel functional polyether‐based elastomer with a benzoxazine structure in its main chain was successfully synthesized via a 1,3‐dipolar cycloaddition reaction. Benefitting from a facile one‐pot synthesis strategy, the elastomer was prepared at low temperature (80°C) and was characterized clearly afterward. The azide‐terminated polyether and acetylene‐terminated benzoxazine were used as the soft and hard segments, respectively, in the polymer chain. Because the triazole rings served as stable linkage between the soft and hard segments, the elastomer possessed good thermal stability (the 5% weight loss temperature could exceed 350°C) compared to traditional elastomers, such as polyurethane. The rigid benzoxazine rings provided the product with good mechanical properties (the tensile strength of the elastomer could exceed 30 MPa). Furthermore, the ring‐opening polymerization of oxazine rings in the structure gifted the elastomer with possibility of thermally induced structural transformation. The thermally induced structural transformation could conveniently realize the conversion of the elastomer to a thermosetting resin. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 132, 42820.     

PAMMO基热塑性弹性体的合成及表征

以聚3–叠氮甲基–3–甲基氧杂环丁烷(PAMMO)为软段,2,4–甲苯二异氰酸酯和1,4–丁二醇为硬段,1,2–二氯乙烷为溶剂,采用溶液聚合一步法合成了含叠氮基热塑性弹性体(ATPE)。通过IR、GPC、DSC、力学性能测试等手段对ATPE的结构和性能进行了表征。结果表明:所合成的ATPE具有典型的叠氮聚醚聚氨酯特征;当R值为0.98,硬段质量分数为40%~45%时,聚合物的力学性能较优;ATPE的数均相对分子质量为50 000左右,玻璃化转变温度为–21.26℃,分解峰温为260.2℃。     

PDA型PUR弹性体的制备与性能

以聚己二酸二乙二醇酯二醇(PDA)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,采用预聚体法制备一系列PDA型PUR弹性体。采用力学性能测试、广角X射线衍射(WAXD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)分析和维卡软化点温度测定等研究手段,研究硬段含量对其力学性能、微观形态和热性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PDA型PUR弹性体的硬度、拉伸强度、300%定伸应力、拉伸永久变形和撕裂强度都增大,当硬段含量为40.1%时,弹性体的综合力学性能最佳,硬度(邵A)为88,拉伸强度为33.9 MPa,300%定伸应力为12.5 MPa,拉伸永久变形为31%,撕裂强度为90.3 k N/m;WAXD分析表明,弹性体为无定型结构;FTIR分析表明,硬段含量的增加使弹性体总的氢键化程度增加,微相分离程度改善;DSC测试表明,硬段含量的增加使弹性体的微相分离程度提高;TG和维卡软化点温度测试表明,弹性体的热性能随着硬段含量的增加而提高,当硬段含量为40.1%时,弹性体的初始分解温度(失重5%的温度)和维卡软化点温度分别达到324.5℃和144.1℃,具有较好的热性能。     

GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体的低温力学性能

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基黏合剂的低温力学性能,以GAP和环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)为软段,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)偶联的丁二醇为硬段,通过扩链聚合反应合成GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体;分别采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)和万能材料试验机对其化学结构、玻璃化转变温度、热稳定性和低温拉伸性能进行表征。结果表明,随着PET含量的提高,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_g明显降低,当PET与GAP摩尔比为1∶1时,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_g为-37.7℃,在-40℃低温环境发生韧性断裂,断裂强度为25.78MPa,断裂伸长率为379.4%,具有优异的低温力学性能;同时TGA试验表明GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯T_d>220℃,热稳定性好。     

硬段对热塑性聚氨酯弹性体结构及性能的影响

以实验室自制聚己二酸乙二醇酯二醇PEA为软段,二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯(MDI)为硬段,分别采用乙二醇(EG、1,4-丁二醇)、BOD和1,6-己二醇、HG为扩链剂,经预聚体法合成了硬段不同的聚氨酯弹性体。研究了硬段结构和硬段含量对弹性体硬度及力学性能的影响。采用旋转流变仪研究了弹性体在降温条件下的非等温结晶过程。结果表明,当硬段含量相同时,BDO-TPU结晶性能最好,拉伸强度最大;HG-TPU断裂伸长率最好。在BDO-TPU体系中,随硬段含量增加,材料硬度和强度增加,伸长率减小;结晶起始温度逐渐增大,结晶性能增强。     

乳聚丁苯互穿网络型热塑性弹性体的制备

以丁苯胶乳为种子乳液,苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈或它们的混合物的硬单体,用氧化还原引发体系,经种子乳液聚合法同备出复合乳液,絮凝干燥后所得互穿聚合物网络可热塑性反复加工。考察了硬单体的种类和用量、交联剂的种类及用量、反复加工次数对聚合物力学性能的影响。用透射电子显微镜观察了乳胶粒微观形态,结果表明：用混合单体,聚合物力学性能较优,以３５份Ｓｔ＾＋ＭＭＡ为第二单体制备的聚合物的攫断伸长率为４００％,拉伸强度为９．３ＭＰａ,３００％定伸应力为７．６ＭＰ,撕裂强度为７３．９ｋＮ．Ｍ＾－１,邵尔Ａ型硬度为８４。     

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。