含异氰脲酸酯基团浇注型聚氨酯弹性体的动态性能研究
MDI-50三聚反应动力学研究
MDI-50三聚反应动力学的研究寇正罡1朱芸林2金君素1张平2(1.北京化工大学化学工程学院100029) (2.北京科聚化工新材料有限公司102200)摘要采用傅里叶快速红外光谱技术研究了MDI-50反应体系中异氰脲酸酯生成的反应动力学；并用红外光谱和凝胶色谱对产物进行了表征。
结果表明，MDI-50三聚反应是一级反应。
随着温度的升高，三聚反应的动力学常数K增a 大，平均活化能为24.35 KJ*mol-1，反应比较容易进行。
关键词MDI-50 FTIR GPC 反应动力学由于异氰脲酸酯具有稳定的三聚六元环和环上无活泼氢的结构特点，使得它的热稳定性、水解稳定性和刚性较高[1]，如果在多嵌段聚氨酯分子链中引入适量的异氰脲酸酯环三聚体增加其交联密度，将使聚氨酯的结构和性能得到显著改善和提高。
因此，异氰酸酯三聚体受到人们的高度关注，在涂料、粘合剂、密封胶、弹性体、泡沫塑料等领域得到广泛的应用。
目前国内对甲苯二异氰酸酯（TDI）三聚体、己二异氰酸酯（HDI）三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）三聚体的研究较多，而对二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)三聚体的研究确鲜有报道[2～5]。
在研制涂料固化剂时发现，由于MDI分子链相对长，柔顺性较高[1]，单独使用MDI与多元醇氨酯化反应制出的涂料存在涂层硬度低、涂料活化期短等问题。
若引入MDI三聚体，可以通过增加官能度和交联密度来提高涂层的硬度、耐腐蚀性和热稳定性。
本文利用红外光谱和凝胶色谱对MDI三聚反应的产物进行了分析，并用红外跟踪对三聚反应的反应动力学进行了考察，分析了温度对反应的影响。
1实验部分1.1 原料MDI-50，工业品，烟台万华聚氨酯股份有限公司；2,4,6-三二甲胺基甲基苯酚DMP-30，工业品，溧阳蒋店化工厂；苯甲酰氯，分析纯，北京化学试剂厂。
1.2 仪器红外光谱分析仪, FTIR-ATR Nexus Nicolet美国热电，背景及样品各扫描32次，分辨率4cm-1；凝胶色谱仪(GPC) ,美国Waters公司, 1525双泵, 717自动进样器；2414示差折光检测器，流速1mL/min ，流动相为四氢呋喃。
异氰酸酯硬段对聚氨酯结构及性能的影响
第37卷第3期高分子材料科学与工程Vol.37,No.3 2021年3月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Mar.2021异氰酸酯硬段对聚氨酯结构及性能的影响刘长伟史颖1，马驰12,刘立志」，刘紫婷12,却毓晖」，王连慧12（.沈阳化工大学高分子产业高端制造研究院2沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110142）摘要：异氰酸酯的种类和含量对所合成的聚氨酯性能有重要的影响。
文中以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段，甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）分别为硬段，采用预聚体法合成了一系列具有不同硬段及软硬段比例的聚氨酯，并通过红外光谱、小角X射线散射、动态力学热分析及热重分析等方法，研究了异氰酸酯种类及比例对聚氨酯软硬段相分离结构和性能的影响。
结果表明，由柔性脂肪族异氰酸酯所合成的聚氨酯其相分离程度更大，软段和硬段所对应的玻璃化转变温度差异更大。
由链段刚性较强的TDI所合成的聚氨酯相分离程度更小，软硬段的玻璃化转变温度相差不大，更适合用于阻尼吸音的聚氨酯材料。
同时，提高异氰酸酯指数使硬段含量增加，链段运动更加困难，相分离程度有所降低，会使材料的力学性能有所提升，但是耐热性降低。
关键词：聚氨酯；异氧酸酯；相分离；小角散射中图分类号:TQ323.8文献标识码:A文章编号：1000-7555（2021）03-0079-06聚氨酯（PU）是在结构中含有氨基甲酸酯基团的有机嵌段聚合物⑴，通过聚醇（或聚醚）与二异氧酸酯的反应制备。
异氧酸酯形成聚氨酯的硬段相，多元醇提供聚合物的软链段并用羟基封端，相对较短的硬段相分布在柔性的聚酯或聚醚之间。
随着二者比例的调整，PU既可以是相对刚性的塑性体，也可以是具有致密或泡沫结构的柔性弹性体［2~4］。
前期人们对聚氨酯软段组成做了大量的研究工作，Lee等⑴研究了软链段分子链长度对聚氨酯阴离子聚合物分散体性能的影响，研究表明，随着相对分子质量的增加,乳液的粒径和软段玻璃化转变温度（T g）降低，溶剂溶胀，乳液黏度和硬段T g上升。
含异氰脲酸酯基团浇注型聚氨酯弹性体的合成及其耐热性能的研究
胶 ”１ ［ 。其作 为一 种高性 能的材料 ， 国民经 济 的 ］ 在 各 个领域 得到 了广泛 的应用 。但聚氨酯 弹性 体 的 缺 点是 耐热性 能较 差 ， 别是 在 温度 比较 高 的环 特 境 下 ， 力学性 能保持 率较低 ， 其 通常 聚氨酯 弹性体 长期使用 的温 度不高 于 ８ Ｏ℃ ， 短期 的使用 温度不
以引入异氰 脲酸酯 最好 。异氰 脲酸 酯具有优 良的 耐 热性 能 、 尺寸 稳定 性 、 解 稳定 性 和刚 度 ， 肪 水 脂
族 或芳香族 多异 氰酸 酯在适 当的条件 下可 自聚形 成三 聚体 ， 到 的是含 有异氰 脲酸酯 环的衍 生物 ， 得 异 氰脲酸 酯三 聚体 具有 六 元 环 结构 ， 环 上无 活 且 泼 的氢 ， 其初 始 热分 解 温 度在 ２ ０℃ 以上 ， ７ 同时 ， 还具有三 元异 氰酸 酯 的 分子 特 征 ， 聚 氨酯 分 子 使 交联密度增 大 ， 弹性体 的耐 热性 更好 ， 制品可 以 其
聚氨 酯弹性 体具有 独特 的综 合性 能 ： 高强 度 、 高 伸长率 、 硬度 范 围宽 、 耐油性 能优异 、 耐低 温 、 耐
臭 氧老化 、 耐撕 裂 、 抗刺 穿 、 与金 属粘 结性 能好 、 减 震 能力 强 ， 磨 性 能 尤 其 突 出 ， 称 “ 磨 橡 耐 俗 耐
可 以显著地 提高 聚氨酯 弹性体 的耐热 性能 。其 中
分 析 表 明 ， Ｔ Ｉ 聚氨 酯弹 性 体 中引 入异 氰脲 酸 酯基 团 ， 明显 提 高 弹 性 体 的 耐 热性 能 。 在 Ｄ 型 可
新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究
新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究摘要：甲苯二异氰酸酯型的聚脲固化剂，在进行生产的过程当中，它的主要原料是甲苯二异氰酸酯，三羟甲基丙烷以及聚合物二醇。
使用该固化剂能够制备聚天门冬氨酸酯聚脲弹性涂料，当然它在实际制作的过程当中也需要与胺组分聚天门冬氨酸酯作为原料产生一系列的反应之后形成相关的产品，在这个过程当中它的断裂声啦率以及组氨分类总量用量等多项指标都会对最终产品的性能产生直接影响。
本次课题主要针对新型聚脲弹性涂料的相关性能进行探讨，对多个相关影响因素进行探讨之后研制出性能比较好并且适合施工期的产品。
本次课题在研究的过程当中，使用实验分析的方法针对它的制备过程进行了分析，并且获得了最佳配方，其中自制固化剂的W是9%，平均官能度是2.2，F420与F520的物质量比是4:1，异氰酸根指数是1.05，最后制作成的弹性涂料，拉伸强度是8.1Np，断裂伸长率是218%，施工期是90分钟，表现出的防腐性能以及防水性能相对较强。
关键词：预聚体型固化剂；聚脲；力学性能；弹性涂料在最近这几年，我国高铁工程的发展速度相对较快，各个地区都进行了工程的建设工作，在实际建设期间使用的原材料类型相对较多，本次课题分析的喷涂聚脲弹性体具有比较好的防腐性能以及防水性能，目前被广泛地应用在钢结构以及混凝土表面的防水防腐工作当中。
国内高铁工程会优先选择该产品作为防水材料，而且在最近这几年聚脲技术的研究以及应用得到了快速的发展和突破，快速喷涂型的制药固化产品使用性能相对较高，固化时间非常短，一般情况下在5秒左右就可以固化成型。
他优越的性能使得聚脲技术在大型工程中的应用范围在不断的推广，整体的施工效率也得到大幅度的提高，但是因为在小规模的涂装工作当中使用专业的大型喷涂设备，其成本投入相对较大，再加上凝胶速度太快，使得实际施工操作期间不能使用普通的喷枪喷涂方法或者刷涂的方法，这也导致了它的使用过程受到了比较大的限制。
它过快的反应对图层的附着性能也会产生比较大的影响。
MDI_50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究
表１ 预聚体游离－ＮＣＯ 质量分数对 ＭＤＩ－５０ 聚氨酯弹性体力学性能的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｒｅｅ －ＮＣＯ ｉｎ ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ
ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ＭＤＩ－５０ＰＵＥ
Ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ－ＮＣＯ／％ （ｓｈｏｒｅ Ａ）
从图1可以看出mdi50型预聚体在2279cm1处出现nco的吸收峰在1720cm1处出现氨基甲酸酯中的co的伸缩振动吸收峰且在3283cm1出现了nh伸缩振动峰吸收峰表明已合成mdipue的曲线可以看出在合成mdi50型聚氨酯弹性体后2279cm1出现nco的吸收峰基本消失而在3283cm1处出现的nh伸缩振动峰吸收峰的强度明显增2974cm1处和2877cm1处的两个吸收峰是聚醚软段ch2的变形振动1112cm1醚键coc对称伸缩振动1537cm1处的吸收峰为苯环骨架上cc的伸缩振动表明该样品的异氰酸酯是芳香族异氰酸酯软段为聚醚型
ＦＴＩＲ 分析：用 ＦＴＩＲ－８４００ｓ型红外 光 谱 仪 进 行 红 外 光 谱 测 试，测 试 采 用 溴 化 钾 片 涂 膜 法，分 辨 率 ４ｃｍ－１，扫描次数为 ３６ 次，波 数 范 围 ５００～４０００ｃｍ－１。 ＴＧ 分析：用 ＷＣＴ２２型 微 机 差 热 天 平 进 行 热 重 分 析， 试样为４～１０ｍｇ，Ｎ２ 气 氛，气 流 量 为 ８０ｍＬ／ｍｉｎ，测 试 范围５０～６００℃，升 温 速 率 １０℃／ｍｉｎ。ＤＳＣ 分 析：用 Ｑ２１００型示差扫描量热仪进行 ＤＳＣ 分析，Ｎ２ 气氛，流 量 为 ３５ｍＬ／ｍｉｎ，升 温 速 率 １０℃／ｍｉｎ，温 度 范 围 －８５～２５０℃。 力 学 性 能 测 试：力 学 性 能 测 试 用 ＷＤＷ－２０微机控制电子万能 试 验 机，并 参 照 ＧＢ５２８— １９９８ 硫 化 橡 胶 性 能 的 测 定 方 法 进 行 。
聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定
聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定1. 引言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个很“硬核”的话题——聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基含量测定。
虽然这么听着有点高大上的感觉，但别担心，我们将这个复杂的概念剖析得易如反掌。
首先，咱们得明白什么是聚氨酯预聚体。
这种神奇的物质基本上是由异氰酸酯和聚醚二醇反应后形成的，它的用途真的是广泛到吓人，家里的家具、汽车的零件，甚至某些玩具，都可能在跟它打交道哦！1.1 聚氨酯的魅力说到聚氨酯，那可是个宝贝啊！它具有优良的耐磨性、弹性和耐化学性，简直让人想要给它颁个“最佳材料奖”。
咱们要知道，异氰酸酯基是聚氨酯合成的关键成分之一，这玩意儿可不是个“省心货”。
一旦处理不当，它可就像个调皮的孩子，让你哭笑不得。
所以，准确地测定异氰酸酯基的含量，简直是比唱歌还重要！2. 测定方法接下来，我们谈谈怎么测定这个异氰酸酯基的含量。
咱们就像侦探一样，必须先找到合适的工具，像是化学试剂和专用仪器。
在这方面，常用的有“水解法”和“红外光谱法”这两种办法，听上去是不是有点高深？别着急，让我来慢慢给你分析！2.1 水解法首先，水解法可以说是个传统而又有效的老手段。
想象一下，就像是在烹饪，你需要把异氰酸酯和水反应，这样可以得到最终的氨。
而通过测量生成氨的量，就能间接推算出异氰酸酯基的含量。
这就像调味料的配比，得好好掌握哦！不过，水解法的缺点是反应速度很慢，等你等到水开了，可能都快睡着了。
2.2 红外光谱法再说说红外光谱法，这种方法就像个科技达人。
它不需要经过漫长的等待，直接通过吸收光谱分析就能获得结果。
就好比你用激光笔照射一个东西，眼睛一看到光谱，就知道里面的成分大概是什么样的。
红外光谱法的朋友们可是相当厉害，能够快速、高效地检测样品中的异氰酸酯基含量，让你在工作时犹如开了挂。
3. 实验步骤关于实验步骤，这里也需要细细品味。
就像是烹饪美食，得讲究程序，随便一闹可能就“翻车”。
如果选择水解法，你得找个合适的反应器，把聚氨酯样品放进去，慢慢加入水。
不同异氰酸酯对豆油型聚氨酯性能的影响
＼／ ＼ Ｖ／ ＼ ／
ｏ｝ Ｈ， ｏ Ｃ －
Ｖ ＾＼
合物 ）氢化 ＭＤ （ ＭＤ ） 异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 （Ｐ 、 Ｉ Ｒ甲基 二异 氰酸 酯 （ Ｄ ） 由 Ｉ６一六 亚 Ｈ Ｉ、 ， 甲基 二异 氰 酸 酯 制 得 的 Ｄ ｓ ｄ ｒＮ一１０型 （ ｅｍｏｕ ０ Ｎ—
个碳 原 子上 和第 １ ２或 第 １ ３个 碳原 子上 。因此 ，当
完 全交 联 时 ，分 子 链 的一 部分 （ 如从 第 １ 碳 原 子到 ０
第 １ 个 碳 原子 之 间 ） ８ 没有 连在 交联 网络 中 ，而 是悬
空 的 ，在体 系 中起 到 了增 塑剂 的作 用 。
９Ｏｔ
ｌ
图 １ 典 型 豆 油型 多 元醇 的 结构
ＴＩ Ｄ 反应 的预 聚体 ） 以 上异 氰 酸 酯 由 Ｂ ｙｒ 司 提 ， ａｅ 公 ｒ 供 。其 中三 异氰酸酯 为溶液 ， 用前 去 除 溶剂 。汞 催 使 化剂 Ｃｃｒ ４由 Ｃｓ ｈ ｍ公 司提供 。 ｏｕｅ ４ ａＣ ｅ
１２ 分 析 方 法 ．
ｆ ＼ ／ ＼／ ， ， 。 ＼ ＼
＼ ＾ｖ＼ ＼ ／＼ ／ ／ ／
豆油型 ２ ６多 元 醇 ， ０ 羟值 为 ２ ６ Ｋ ｔ） ｇｇ 官 ０ （ Ｏ Ｉｍ ／，
能度 ３ ９ 自制 ； 馏过 的 ＭＤ 、 Ｄ （ 构 体 ８ ：Ｏ混 ．， 蒸 Ｉ Ｔ Ｉ异 ０２
｝ ｌ ， ， 。 。
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・
ｌ ・ Ｏ
网 络 聚 合 物 通 讯 材 料
第 ５卷
： ・ ： － ： 一 ： － ： －： ： 一 ・ ： ， ： ・ ： ・ ： ， ：・ ： ・ ： ・ ： ・ ： ： － ： ： ・： ・ ：
聚氨酯材料的研究与应用
聚氨酯材料的研究与应用聚氨酯材料是一种具有广泛应用前景的高分子材料。
它具有独特的物理化学性质和材料特性，广泛应用于鞋材、汽车、建筑、电气、医疗等领域。
近年来，随着我国化工产业的不断发展，聚氨酯材料的研究也日益深入。
本文将从聚氨酯材料的研究与应用两个方面进行探讨。
一、聚氨酯材料的研究聚氨酯是通过异氰酸酯与多元醇反应合成而成的高聚物。
它的结构特点是由于醇基与异氰酸酯基的反应形成尿素键结构、酯键结构、芳香环结构或环氧结构等多种结构单元基团，因此可以制备出多样化形态的聚氨酯材料，如硬质泡沫、软质泡沫、弹性体、涂料、胶粘剂、热塑性聚氨酯弹性体等。
聚氨酯材料具有优异的物理化学性质和材料特性，如高强度、高硬度、高耐磨性和耐酸碱腐蚀性能好，同时也具备优异的阻燃性、绝缘性、耐疲劳性等特点。
因此，近年来聚氨酯材料的研究方向主要围绕如何提高聚氨酯材料的制备工艺和材料特性展开。
研究聚氨酯材料的制备工艺涉及到配方设计、反应条件、传质和流变学等方面。
其中，配方设计是关键的方法，随着材料科学的快速发展，制备工艺已经得到了很大的改进。
例如，采用新的多官能团多醇设计合成聚氨酯，可以得到具有高分子化程度、高交联程度的硬质泡沫材料；改善反应控制，可以控制聚氨酯的聚合速率和反应时间，使聚氨酯材料得到优化。
在传质和流变学方面，加入表面活性剂、改变反应时间和温度等首尾相连的方法可以提高聚氨酯材料的物理化学性质，并从根本上解决当代社会面临的低碳环保问题，实现高效和可持续。
二、聚氨酯材料的应用聚氨酯材料作为一种具有广泛用途的高分子材料，广泛应用于建筑、汽车、电气、医疗等行业中。
聚氨酯建筑保温材料是传统保温材料的升级换代产品，具有重量轻、隔热性能好等特点，广泛应用于房屋保温材料中。
聚氨酯填充材料具有优异的性能，作为一个结构材料可以用于汽车的制造、电子设备和航空航天工业中的制造。
在工业领域，聚氨酯应用广泛，例如钢板、铝板或塑料板的保温、隔热、纵向及横向联系可以用聚氨酯型材加以实现。
浇注型酶解木质素聚氨酯弹性体的制备
２ １ 酶解 木质 素聚 氨酯 弹性体 的结构 分析 ． 图 １ 实验 制得 的酶解 木质 素 聚 氨酯弹 性体 与 为 酶解木 质 素 的红外谱 图。
素的 引入没 有 降低 聚氨 酯的耐 热性 能。 关键词 ：酶解木质 素 ； 聚氨 酯 ； 耐溶 剂性 能 ； 热性 能 耐 中 图分 类号 ：Ｑ ３ ３ ８ Ｔ ２ ． 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ５—１０ （ ０ ８ ０ ０ ２ ０ １０ ９ ２ ２ ０ ）３— ０ ２— ３
部分 聚乙二醇 ， 用一 步法 ｉ。硫 化成 型 的样 品放入 ５ＭＰ ， ０ｍｎ 烘箱 中在 １０～１０Ｃ下后 硫化 １ ５ｈ １ ２ｏ Ｏ～１ 。
１ ３ 测试与 表征 ．
红 外表征 采 用美 国热 电公 司 Ｎｃｌ３０型傅 立 ｉ ｅ６ ｏｔ
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聚
・
氨
酯
工
业
２０ ０ ８年第 ２ ３卷 第 ３期
２ ０ ． １２ ． ０ ８ Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３
２ ・ ２
Ｐ ０ＬＹＵＲＥ ＴＨＡＮＥ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
浇 注 型酶 解 木 质 素 聚氨 酯 弹 性体 的制 备
靳 艳巧 程 贤鞋
余的溶液 ， 称量试样在空气 中的质量为 ｍ ， 按下式
计算 其质 量变化 率 ｍ。
， ｎ， 一 ， ｎ
酶解 木质 素 ， 自制 ； ，＇ 苯基 甲烷 二 异 氰 ４ ４－ 二 酸酯 （ Ｉ ， ＭＤ ） 工业 级 ， 狮 市 大元 化 工有 限公 司 ； 石 聚 乙二醇 （ Ｅ Ｍ ００ ， Ｐ Ｇ， ＝１０ ） 分析 纯 ， 海化 学试 剂 有 上 限公 司 ； ， 二 氯 ４，’ 氨 基 二 苯 基 甲烷 （ － ３ ３． ４－ 二 ＭＯ
含异氰脲酸酯基团浇注型TDI聚氨酯弹性体的合成与其耐热性能的研究
ＤＰ ３， Ｍ 一 ０
在聚氨酯弹性体 的分子主链 上引入 内聚 能较大、热
分解温度高、 热稳定性好 的有机杂环基团如异氰脲酸酯环、
苯 甲酰 氯 ，分 析纯 ， 中 国亭新 化 工试剂 厂 。
１ ２主 要 设 备 、 仪 器 ．
恶唑烷酮环 、聚 酰亚胺环 等ｒ ］ ３ ，可以显著 的提 高聚氨
氨 酯弹性体的缺 点是耐热性 能较差 ， 特别是在温度 比较高 的环境下， 其力学性能保持率较低 ， 通常聚氨酯 弹性体长 期使用 的温度不高于８ ￣ 短期的使用温度不 高于 １０ ０Ｃ， ２ ℃， 影响了其应用的进一步推广。 这主要是由于聚氨酯弹性体软
１ 实验部分
１１ ． 主要原料
甲苯 二 异氰 酸 酯 （ Ｄ ） ｎ ＝ ７ ， 工 业 品 ， 日本 三 Ｔ Ｉ ，Ｍ １４
有 限公 司 ；
具厂 ； 团预聚物按要求制作红外分析试 样，利用 Ｎ ｃ ｌ ｔ ｉｏ ｅ 公司的 Ｍ ｇａ ５ 型傅立叶红外光谱仪 ａｎ ７０
． 硬 度 计 ， 氏Ｌ — 型 ， 邵 ｘＡ 浙江 省湖 州 市 双 材 标 准 计 量 器 进行红外分析 ，所得 红外谱 图见图 １ １
８０ ， 。
实验 室常用玻璃 仪器 ；
／ 环 球聚 氨 酯 网 ＷＷ Ｐ ＷＯ ｌ．Ｏ Ｗ．Ｕ ｄ Ｃ ｍ ｒ
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Ｐ Ｕ技术 ・ 含异 氰脲 酸 酯基 团浇 注 型 Ｔ Ｉ聚氨 酯弹 性体 的合成 与其 耐 Ｄ
真空硫化 机 ，台湾 东毓油 压股份有 限公司 ； 烘箱， ０ — Ａ 电热鼓风干燥箱 ， １１１型 天津市泰斯特 仪器
工 业二级 ，上海 三爱思 试剂有 限公 司；
Ｍ Ａ） 分解温度是 １６ ４￣ Ｃ，缩二脲 的分解温度是 １４ １ ４￣ ］ Ｃ＿。作 为聚 （ ０Ｃ ，工 业 品 ， 日本和 歌 山精化 工业 株式会 社 ；
PTMG／TDI型聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究
电子 万 能试 验 机 ， Ｃ ＭＴ ６ ５ ０ ３型 ， 深 圳 市 新 三 思 量 技 术有 限公 司 ； 橡 胶 硬度 计 ， Ｘ Ｓ ． １型 ， 营 口市 塑 料
仪器厂。 １ ． ２ 聚氨 酯弹 性体 的合成 １ ． ２ ． １ 预 聚体 的制 备
（ Ｍ Ｏ Ｃ Ａ ） 和３ ， ５ ． 二 甲硫基甲苯二胺（ Ｅ － ３ ０ ０ ） 等作为扩 链 剂 。Ｐ Ｔ Ｍ Ｇ型 Ｐ Ｕ Ｅ已有 文献报道 ｊ ， 但 通过 改变 软段相对分子质量制备 Ｐ Ｔ Ｍ Ｇ ／ Ｔ Ｄ Ｉ 型聚氨酯弹性体 ， 对其力学性能进行研究还未见报道。 本 实 验 主要采 用 Ｐ Ｔ ＭＧ、 Ｔ Ｄ Ｉ 和胺 类 扩链剂 为 原 料合成一系列浇注型聚氨酯弹性体 ， 通过改变 Ｎ Ｃ Ｏ 含量 、 Ｐ Ｔ ＭＧ的 相对分 子 质量 、 扩 链 剂 种类 以及 扩链 系数 ， 对所制备材料力学性能进行研究 。
高； 在 其 它条件 相 同时 ， 扩链 剂 Ｅ 一 ３ ０ ０与 Ｍ Ｏ Ｃ Ａ相 比 ， 综合 力 学性 能较好 。 关 键词 ：聚氨 酯弹性体 ； Ｐ Ｔ ＭＧ； Ｔ Ｄ Ｉ ； 扩链剂； 力 学性 能
中图分 类 号 ：Ｔ Ｑ ３ ３ ３ ． ９ ５ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ５—１ ９ ０ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ９— ０ ４
烷（ ＭＯ Ｃ Ａ） 或３ ， ５ － 二 甲硫基 甲苯二胺 （ Ｅ 一 ３ ０ ０ ） 为主要 原料 ， 采 用预 聚体 法合 成 浇注型 聚氨 酯弹性 体 （ Ｐ Ｕ Ｅ） 。分析 了预 聚体 Ｎ Ｃ Ｏ基 含 量 、 Ｐ Ｔ ＭＧ软段 相 对 分子 质 量 、 两种 扩链 剂 以及 扩 链 系数 对 Ｐ Ｕ Ｅ
不同扩链剂浇注聚氨酯弹性体的性能研究
ＭＯ Ａ分 子结 构 中 ， 基 与 氯 原 子 处 于 邻 位 。在 ２ Ｃ 氨
司；Ｓ Ｄ Ｃ测 试 仪 ，Ｙ Ｉ ，ｅｋｎＥｍ ｒ 司 ； 重 Ｐ ＲＳ型 Ｐｒｉ．ｌｅ 公 热 分析 仪 ，Ｇ ０ Ｔ ２ ９型 ，Ｅ Ｚ Ｃ 公司 ； 态机 械 热 分析 Ｎ Ｔ ＳＨ 动 仪器 （ ＭＡ）Ｒ ｅ ｅ ｉ １ ，Ａ公 司。 Ｄ ， ｈｍ ｔｃ Ｖ型 Ｔ ｒｓ
Ｃｌ Ｃ ｌ
链 剂分 别对 聚氨 酯预 聚体 （ ９Ａ） Ｅ ３ 进行 扩链 ， 制备 出
两种 Ｐ Ｅ产 品 ， 比两种 产 品在力 学 性 能与 热性 能 Ｕ 对 上 的区别 ， 为应 用 两种 扩链 剂 ， 别 是 应用 ＭＣ Ｅ 特 ＤＡ
Ｈ一 ＝ ｃ 一Ｈ ：＜； Ｈ Ｎ ＞ 南 Ｎ 一 ：
图 １ ＭＯＣ 与 Ｍ Ｃ Ｅ 的 分 子 结 构 Ａ Ｄ Ａ
由图 １ 知 ， Ｃ 与 ＭＣ Ｅ 可 ＭＯ Ａ Ｄ Ａ均 有 ２个 氨 基 ， 含 ４个 活 泼氢 原 子 ， 同之 处 在 于 ＭＣ Ｅ 不 Ｄ Ａ在 氨 基
的邻 位碳原 子 上引 入 乙 基 ， 氨基 的邻 位 碳 原子 上 使
１５ ８ｃ 、 Ｄ Ａ 淡 黄色颗粒状 ， ０ ． Ｃ） ＭＣ Ｅ （ 熔点 ８ ． ） 工 ７０ ， 业级 ， 苏州 湘 园特种 精细化 工有 限公 司 。 平板 硫 化 机 ， Ｌ Ｘ Ｂ型 ， 海 轻 工 机 械 股 份 有 限 上
公 司； 电子 万 能 试 验 机 ，ｎｔ ｎ４ ６ Ｉｓ ｏ ４ ５型 ，ｎｔ ｎ公 ｒ Ｉｓ ｏ ｒ
ｃＨ Ｃ Ｈ５ ２ Ｃｚ Ｈ
ＭＡ 。 ｃ
扩链剂 提高 Ｐ Ｅ性 能提供 实验依 据 。 Ｕ
聚氨酯弹性体
2．2 聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶，它属于特种合成橡胶。
从分子结构上看；聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，除含有氨酯基团外，还含有醚、酯或脲基团。
由于大量极性基团的存在，聚氨酯分子内和分子间可形成氢键，软缎和硬段可形成微相区并产生微观相分离，即使是线性聚氨酯也可通过氢键而形成物理交联。
这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性，以“耐磨橡胶”著称。
传统上把聚氨酯弹性体分为浇注型、热塑型和混炼型三大类，已广泛应用于矿山、冶金、交通、机械、医学等领域。
浇注型聚氨酯弹性体是聚氨酯弹性体(PUR)三大加工类型中最为重要的一类，其用量占PUR总量的60％。
但是在实际应用中存在对极性较弱材料的粘接性较差等缺点，常常采用各种方法对其进行改性。
有关此方面的报道主要有：丙烯酸类改性浇注型PUR、．有机硅改性浇注型PUR、环氧改性浇注型PUR、取代乙烯／PUR、乙烯基酯／PUR等。
国内的华中理工大学、华南理工大学和四川大学在次领域均取得一定的研究进展。
热塑性聚醚型聚氨酯(TPU)，一般选用四氢呋喃聚醚(PTMG)作为软链段，其分子链规整、柔软，能赋予弹性体很好的可拉伸性及低温效应。
但由于PTMG型聚氨酯粘弹性较大，流变性能较差，给某些产品的后期成型加工带来一定的困难。
另外，PTMG的价格也比较高。
因此很多公司都在进行高性能环氧丙烷聚醚的研制，期望用其取代部分PTMG。
l995年，美国阿科公司(Arco)报导，研制成功了具有高反应活性的环氧丙烷聚醚(TDL／E)，其商品牌号为Acclaim，由于它采用了新型六氰锌高钴盐催化体系，其制品的不饱和度极低，反应活性及制品性能可与PTMG制品相媲美。
而且由于TDL／E分子链中存在大量甲基支链，用其制备的聚氨酯流动性能很好，其加工性能得到较大的改善。
国内天津第三石油化工厂在这方面也做了大量工作，并取得一定的成就。
普通聚氨酯的耐热性较差，使用温度仅为80~C，短期使用温度不高于l20~(2。
异氰脲酸酯结构式
异氰脲酸酯结构式
异氰脲酸酯是一种有机化合物，具有独特的结构和性质。
下面将从化学性质、应用领域和环境影响等方面，为大家介绍异氰脲酸酯。
一、化学性质
异氰脲酸酯的分子式为C3H3N3O3，结构式中包含了氮、碳、氧等元素。
它具有一定的稳定性，可以在常温下稳定存在。
在一定条件下，异氰脲酸酯可以与醇类、胺类等发生缩合反应，形成多种有机化合物。
这些反应通常需要催化剂的存在，反应过程中会释放出一定的热量。
二、应用领域
异氰脲酸酯在化工领域有着广泛的应用。
它是合成聚氨酯的重要原料，聚氨酯具有优异的性能，可以应用于涂料、胶黏剂、弹性体等领域。
另外，异氰脲酸酯还可以用于制备草酸酯、尿素等有机化合物，这些化合物在农药、医药和化妆品等行业中有着重要的应用。
三、环境影响
尽管异氰脲酸酯在化工领域有广泛应用，但它也存在一定的环境影响。
首先，异氰脲酸酯在生产和使用过程中会产生一些有害气体，如异氰酸蒸汽等。
这些气体对人体和环境都有一定的危害。
其次，废弃的异氰脲酸酯会对土壤和水源造成污染，对生态环境产生潜在威胁。
异氰脲酸酯是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
然而，在使用时我们也要注意环境保护和安全性。
只有合理使用异氰脲酸酯，并采取适当的防护措施，才能最大限度地发挥其作用，确保人类和环境的安全与健康。
希望通过这篇文章的介绍，大家对异氰脲酸酯有更深入的了解。
含异氰脲酸酯基团浇注型聚氨酯弹性体的动态性能研究
收 稿 日期 ：０ ８—０ —２ ２０ ３ ５ 作 者 简 介 ： 建 军 （９ ４一 ， ， 东 禹 城 人 ， 程 师 ， 士 甄 １７ ）男 山 工 硕
社 ；， ， 一 （ 甲氨基 ） ２４ ６ 三［二 甲基］ 酚 Ｄ 苯 ＭＰ一 ０ ３：
工 业 二级 ， 上海 三 爱 思试 剂 有 限公 司 ； 甲酰 氯 ： 苯
作者 以 ２ ４一ＴＤ 为 基 体 ， 成 了 ＴＤＩ 的 ， １ 合 型 异氰 脲 酸酯结 构 ， 以聚酯 多元 醇 为 软链段 ， 分 并 低 子二 胺 为扩链 剂 ， 制备 了含 有 异氰 脲 酸 酯 结 构 的 聚氨 酯 弹性体 ， 对其 动 态性 能进 行 了研究 。 并
族 或芳香 族 多异 氰酸 酯在 适 当的条 件下 可 自聚形 成 三聚体 ， 到 的是 含有 异氰脲 酸 酯环 的衍 生物 ， 得 异氰 脲 酸酯 三 聚体 具 有 六 元 环 结构 ， 环 上无 活 且
泼 的氢 ， 初 始 热 分 解 温度 在 ２ ０℃ 以上 ， 时 ， 其 ７ 同
１ 实 验 部 分
１ １ 主 要原料 ．
甲苯二 异 氰 酸 酯 （ Ｉ ： ＝ １ ４ 工 业 品 ， ＴＤ ） Ｍｎ： ７ ， ＝
日本 三井 武 田株 式 会 社 ； 己二 酸 乙二 醇丙 二 醇 聚
异氰脲酸酯环 、 唑烷酮环、 唾 聚酰 亚 胺 环 等 Ｊ ， 可 以显著 地提 高 聚 氨 酯 弹性 体 的耐 热 性 能 ， 中 其 以引 入异氰 脲 酸酯 最好 。异 氰脲 酸酯 具有 优 良的 耐热 性 能 、 寸 稳 定性 、 解 稳 定 性 和 刚度 ， 肪 尺 水 脂
在提 高 聚氨酯 弹 性 体 的 耐热 性 能 的 同 时 ， 究其 研 动 态 性能 具有 非常 重要 的 意义 。
浇注型聚氨酯..
聚氨酯弹性体用的原料主要有三大类，即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂，聚氨酯弹性体可以根据不同的用途选择适宜的原材料来进行合成。
开展初期，聚氨酯原材料品种非常有限，限制了弹性体的开展，70 年代以来，新的原材料品种的不断涌现，推动了聚氨酯弹性体应用领域的拓展和高性能聚氨酯弹性体的研究。
常用的低聚物多元醇品种有:聚醚多元醇如PTMG和PPG等。
常用的多异氰酸酯主要有:甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酉歇(MDI)此外还有多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PADI) 、六亚甲基二异氰酸酯(HDI) 、1,5一蔡二异氰酸配(NDI) 、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) 、间二亚甲基二异氰酸配(XDI) 、对苯二异氰酸酯(PPDI) 、3,3.一二甲基一4,4.一联苯二异氰酸酯(TODI) 、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI、)4,4,0一三异氰酸三苯基硫代磷酸酯(TPTI)等. MDI用于制造热塑性聚氨酯弹性体、单组份溶剂型胶黏剂、合成革树脂等，TDI主要用于制造浇注型聚氨酯、聚氨酯弹性体、软质聚氨酯泡沫塑料、涂料、胶黏剂、和塑料跑道等[5]。
常用的扩链交联剂有:二胺和多元醇两大类.二胺是浇注型聚氨酯最常用的扩链剂，其中主要有3,3.一二一氯一4,4二二氨基一苯甲烷(MOCA),以及3,5一二甲硫基甲苯三服(DMTDA或DADMT)等.而常用的多元醇扩链剂主要有是1,4-丁一二醇(BDO),l,4一环己醇，新戊二醇等。
另外，为了加快反响速度,便于加工成型、制品性能的调整、减少本钱等目的,需要参加某些配合剂。
聚氨酯弹性体生产中常用的配合剂种类有:催化剂，阻燃剂，脱模剂，水解稳定剂，如碳化二亚胺(PCD)以及着色剂，抗氧化剂，填充剂，防霉剂，抗静电剂，光稳定剂和增塑剂等。
3 C PU的制备工艺（1）预聚体法预聚体法制备聚氨酯弹性体过程中发生的化学反响可表示如下：①二异氰酸酯与低聚物二元醇的反响〔异氰酸酯过量〕生成预聚体②预聚体和二元胺或二元醇反响使分子链延长③交联反响〔预聚体中异氰酸酯基和聚氨酯大分子中脲基或氨基甲酸酯基反响〕将聚合物二元醇和二异氰酸酯进行预聚体反响，得到含有NCO端基的聚氨酯预聚体，然后将预聚体与扩链剂放在一起混合反响，再真空脱泡注入模具升温硫化，得到样片进行后硫化，制备得到聚氨酯。
三羟乙基异氰脲酸酯用途
三羟乙基异氰脲酸酯用途三羟乙基异氰脲酸酯（Tri hydroxyethyl isocyanurate，简称THEIC）是一种多官能团糖基异氰酸酯，具有独特的化学结构和多种优良性能，因此在多个领域有广泛的应用。
以下将详细介绍THEIC的用途。
首先，在涂料行业中，THEIC是一种重要的交联剂。
它可以与含有活性氢原子的树脂进行反应，形成三维网络结构，提高涂层的硬度、耐磨性、耐化学品性以及耐候性。
同时，由于THEIC具有较低的粘度和较短的固化时间，可以提高涂料制备工艺的效率。
目前，THEIC主要用于汽车涂料、木器涂料、船舶涂料、建筑涂料等领域。
其次，在树脂行业中，THEIC可用作玻璃纤维增强塑料（FRP）的交联剂。
FRP 是一种具有高强度、轻质、耐腐蚀的复合材料。
THEIC与具有活性氢原子的聚酯、环氧树脂等反应，可以提高FRP的力学性能和耐化学品性能。
此外，THEIC 还可以用于制备酚醛树脂、聚氨酯弹性体等。
此外，THEIC还可以用于涂料添加剂和树脂改性剂。
在涂料中，THEIC可以作为增稠剂、分散剂和乳化剂，改善涂料的流变性能和稳定性。
在树脂改性中，THEIC可以与其他官能团反应，提高树脂的抗冲击性、耐热性、耐候性等性能。
另外，THEIC还可以用于纺织业中的纺织助剂。
它可以与含有活性氢原子的纤维素纤维或合成纤维反应，形成交联结构，提高纤维的抗皱性、耐洗性等性能。
利用THEIC进行交联改性的纤维可广泛应用于服装、家居纺织品、工业纺织品等领域。
此外，THEIC还可以用于橡胶行业和建筑行业。
在橡胶中，THEIC可用作交联剂，提高橡胶的强度、弹性以及耐化学品性。
在建筑行业中，THEIC可作为水性高效固化剂，用于水泥、石膏等建筑材料的固化、强化。
总之，三羟乙基异氰脲酸酯具有独特的化学结构和多种优良性能，使其在涂料、树脂、纺织助剂、橡胶和建筑等行业有广泛的应用。
其用途包括涂料交联剂、玻璃纤维增强塑料交联剂、涂料添加剂、树脂改性剂、纺织助剂、橡胶交联剂等。
浇注型聚氨酯耐酸碱性能研究
浇注型聚氨酯耐酸碱性能研究摘要：浇注型聚氨酯材料的优异性能使其在国民生活的各个领域广泛应用，在一些特殊领域其酸碱性能受到一定的考验。
通过对聚氨酯的酸碱腐蚀机理之后，分别从其软段与硬段结构对耐酸性能的影响进行分析，为提高聚氨酯材料的耐酸碱性能研究提供参考。
关键词：聚氨酯耐酸碱软段硬段聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，可呈现硬质、软质或介乎两者之间的性能，具有高强度、高耐磨和耐溶剂等特点。
聚氨酯材料可用在国民生活的各个领域，应用范围十分广泛，在近些年得到了迅猛的发展。
研究聚氨酯弹性体的耐腐蚀性能，延长聚氨酯材料及制品的寿命，无论是对社会还是对聚氨酯工业，都具有非常重要的意义。
浇注型聚氨酯弹性体（CPUE）是聚氨酯弹性体（PUE）的三大加工类型中最重要的一种，其用量占PUE总量的60%。
因此提高聚氨酯弹性体的耐酸碱腐蚀性，以延长制品的使用寿命和使用安全性，成为推广聚氨酯弹性体应用于特殊酸碱腐蚀领域的关键因素。
一、聚氨酯的酸碱腐蚀机理与影响因素聚氨酯由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物、二元胺等作用而成的高分子化合物。
氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软（链）段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬（链）段，软段和硬段交替排列，互不相容，各自成相。
聚氨酯弹性体的耐酸碱腐蚀性能取决于其软段和硬段的结构与性质。
在酸碱介质中，聚氨酯受到的腐蚀破坏是物理和化学作用的综合结果。
首先介质分子渗透、扩散进入材料内部，与大分子链段相互作用，破坏大分子的次价键，使材料溶胀、软化，材料中的配合剂溶解、溶出，同时在酸碱活性介质作用下，介质分子与大分子中的活泼基团发生水解、氧化等化学反应，大分子主价键发生破坏、裂解，使得高分子材料或制品颜色变深、表面发粘、模糊、软化甚至断裂、溶解，体积及质量增减，力学性能下降以至丧失使用性能。
所以，要使高分子材料对酸碱腐蚀性物质有较好的稳定性，首先是其分子结构要有高度的饱和性，且不存在活泼的取代基团，或者在某些取代基团的存在下，弹性体分子结构中的活泼部分（如双键、氢原子等）被稳定；其次，如分子间作用力强，分子空间排列紧密，呈定向以致结晶作用，都会提高对酸碱腐蚀的稳定性。
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研究#开发弹性体,2008-08-25,18(4):22~24CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2008-03-25作者简介:甄建军(1974-),男,山东禹城人,工程师,硕士研究生,主要从事聚氨酯产品的开发及应用研究工作。
*国防装备预研项目。
含异氰脲酸酯基团浇注型聚氨酯弹性体的动态性能研究*甄建军,翟 文(中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南250031)摘 要:在催化剂作用下,合成了T DI -100型异氰脲酸酯,并与己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PE -PA )合成了浇注型聚氨酯弹性体,通过动态力学性能测试表明,在T DI 型聚氨酯弹性体中引入异氰脲酸酯基团后,在动态条件下,弹性体的动态性能有一定程度的下降。
关键词:T DI;异氰脲酸酯基团;动态性能中图分类号:T Q 323.8 文献标识码:A 文章编号:1005-3174(2008)04-0022-03聚氨酯弹性体具有独特的综合性能:高强度、高伸长率、硬度范围宽、耐油性能优异、耐低温、耐臭氧老化、耐撕裂、抗刺穿、与金属粘结性能好、减震能力强,耐磨性能尤其突出,俗称/耐磨橡胶0[1]。
作为一种高性能的材料,其在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。
但聚氨酯弹性体的缺点是耐热性能较差,特别是在温度比较高的环境下,其力学性能保持率较低,通常聚氨酯弹性体长期使用的温度不高于80e ,短期的使用温度不高于120e ,影响了其应用的进一步推广。
在聚氨酯弹性体的分子主链上引入内聚能较大、热分解温度高、热稳定性好的有机杂环基团如异氰脲酸酯环、唑烷酮环、聚酰亚胺环等[2~6],可以显著地提高聚氨酯弹性体的耐热性能,其中以引入异氰脲酸酯最好。
异氰脲酸酯具有优良的耐热性能、尺寸稳定性、水解稳定性和刚度,脂肪族或芳香族多异氰酸酯在适当的条件下可自聚形成三聚体,得到的是含有异氰脲酸酯环的衍生物,异氰脲酸酯三聚体具有六元环结构,且环上无活泼的氢,其初始热分解温度在270e 以上,同时,还具有三元异氰酸酯的分子特征,使聚氨酯分子交联密度增大,耐热性更好。
但当制品要承受复杂的动态载荷时,这就要求材料不仅要有好的力学性能和耐热性能,而且还要具有优异的动态性能和低的动态生热特性。
由于聚氨酯弹性体分子结构中极性基团较多,特别是当引入内聚能较大的有机杂环以后,分子内力和分子间的作用力会变得更大,再加上可能存在的其它妨碍单键自由旋转的因素,使聚氨酯弹性体的应力-应变不能瞬时达到平衡,在交变应力作用下表现为滞后现象,造成内生热,严重影响制品的使用性能[2]。
所以,在提高聚氨酯弹性体的耐热性能的同时,研究其动态性能具有非常重要的意义。
作者以2,4-TDI 为基体,合成了TDI 型的异氰脲酸酯结构,并以聚酯多元醇为软链段,低分子二胺为扩链剂,制备了含有异氰脲酸酯结构的聚氨酯弹性体,并对其动态性能进行了研究。
1 实验部分1.1 主要原料甲苯二异氰酸酯(T DI):M n =174,工业品,日本三井武田株式会社;聚己二酸乙二醇丙二醇酯(PEPA):M n =2000,工业品,烟台万华股份有限公司;3,3c -二氯-4,4c -二胺基二苯基甲烷(M O -CA):工业品,日本和歌山精化工业株式会社;2,4,6-三[(二甲氨基)甲基]苯酚DM P -30:工业二级,上海三爱思试剂有限公司;苯甲酰氯:分析纯,中国亭新化工试剂厂。
1.2主要设备、仪器实验室常用玻璃仪器:自制;真空硫化机:台湾东毓油压股份有限公司;烘箱:101-1A型电热鼓风干燥箱:天津市泰斯特仪器有限公司;动态热机械分析仪:DMA242型,德国Netnsch公司。
1.3树脂原液的合成与试样制备1.3.1TDI型异氰脲酸酯的合成异氰酸酯的自聚反应是非常剧烈的放热反应,须在水浴中进行。
在水浴皿中加入适量的水,并使水温保持在40~45e之间,向三口烧瓶中加入计量好的TDI,待温度升至40~45e之间时,按TDI质量的0.3%加入催化剂DM P-30,并快速搅拌,反应物温度要控制在60e以下。
反应10~15m in,按T DI质量的0.4%加入阻聚剂苯甲酰氯。
取样测试。
异氰酸酯的质量分数按公式:W=(2-M W NCO/42)计算[7]。
1.3.2含异氰脲酸酯的TD I型浇注聚氨酯预聚物的制备把一定量在烘箱熔化的PEPA加入三口烧瓶中,并在110~120e的温度下真空(0.67 MPa)脱水2h,然后冷却至40~50e,根据所设计的异氰脲酸酯在聚氨酯弹性体中的含量,加入计量好的T DI和三聚体的T DI,快速搅拌,在温度升至80e时开始计时,在80~90e保温反应2~3h,取样分析NCO的含量,当NCO含量分析值与设计值基本相符后,在80~90e下脱泡30 min,即得含异氰脲酸酯的预聚体,然后密封保存,待用。
1.3.3含异氰脲酸酯的TD I型聚氨酯弹性体试样的制备称取一定量的在70~80e下的1.3.2节制备的预聚体,在快速搅拌下加入计量好的扩链剂(MOCA),迅速搅拌约2min,浇注到预热至120e 并涂有脱模剂的平板模具中,待达到凝胶点,用玻璃棒触其表面不拉丝时,合上模具,在5~10MPa 下加压硫化1h后脱模,并在110~120e的烘箱中后硫化24h,即制得含异氰脲酸酯TDI型的弹性体试片。
所制试样中异氰脲酸酯理论质量分数为6%。
1.3.4动态力学性能测试动态力学性能测试(DMA)按AST-MD4065)95标准进行测试。
2结果与讨论对所制得的试样,采用德国Netnsch公司的DM A242型动态热机械分析仪对试样进行动态力学性能测试。
实验条件:N2气氛,升温速度为10e/min,频率为10H z,升温范围为-45~135 e。
实验结果见图1、图2和表1。
表1不同温度下的两种弹性体损耗因子和储能模量温度/e含IS弹性体损耗因子储能模量/M Pa不含IS弹性体损耗因子储能模量/M Pa 200.33071.20.12092.5 400.28229.30.08873.9 600.21715.40.06867.0 800.15410.50.05165.1 1000.1078.70.03964.3 1200.0747.70.03163.7由图1、图2和表1可知,在T DI型弹性体中引入异氰脲酸酯后,在相同温度下,损耗因子比没有引入异氰脲酸酯基团(IS)的大了,而储能模量则降低了。
也就是说,在软段相同的情况下,引入异氰脲酸酯基团的T DI型弹性体的阻尼性能要比没有引入异氰脲酸酯基团的好,即引入异氰脲#23#第4期甄建军,等.含异氰脲酸酯基团浇注型聚氨酯弹性体的动态性能研究酸酯基团的T DI 型弹性体的内生热要大于没有引入异氰脲酸酯基团的TDI 型弹性体。
在交变应力作用下,内生热越低,弹性体的温升会越小。
含异氰脲酸酯的TDI 型聚氨酯弹性体的动态性能会逐渐变得比不含异氰脲酸酯的TDI 型聚氨酯弹性体差。
理论上讲,这可能是由于异氰脲酸酯的引入造成了弹性体微相分离的变化而引起的。
在动态力学性能测试中,经常用-30e 和70e 的储能模量比G c -30/G c 70定量表征微相分离程度。
此值越小,微相分离程度越好[8]。
由表2可以看出,含IS 的T DI 型弹性体的G c -30/G c 70明显大于不含IS 的TDI 型弹性体的G c -30/G c 70,这说明异氰脲酸酯的引入明显减低了弹性体的微相分离程度。
表2 -30e 与70e 两种弹性体的储能模量项 目储能模量-30e 70e G c -30/G c 70含IS 的T DI 型弹性体1092.212.488.1不含IS 的T DI 型弹性体612.565.89.3聚氨酯弹性体在外力作用下产生变形,主要是软段的变形。
微相分离程度越大,硬段的/团聚0越好,软硬段之间的分子作用力就越小,对弹性体的软段变形的阻力也就越小,能量损耗也就越小,所以损耗因子小,储能模量大;微相分离越差,硬段在软段中的分散性越好,它们之间的分子作用力越大,在软段变形时,需要克服软硬段之间较大的分子力及摩擦力,造成动态性能下降。
在实际应用中,聚氨酯弹性体动态性能和温升之间的关系还有待于进一步研究。
3 结 论通过动态力学性能测试,在相同温度下,引入异氰脲酸酯基团的T DI 型弹性体的损耗因子比没有引入异氰脲酸酯基团的T DI 型弹性体的要大,而储能模量则比没有引入异氰脲酸酯基团的TDI 型的弹性体小很多,从理论上说,引入异氰脲酸酯基团的T DI 型弹性体的内生热会大于没有引入异氰脲酸酯基团的TDI 型弹性体。
这可能是由于异氰脲酸酯的引入,造成的弹性体微相分离的变化而引起的。
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