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聚氨酯耐高温工艺

聚氨酯耐高温工艺

聚氨酯耐高温工艺聚氨酯是一种具有优异性能的高分子材料,因其在高温环境下表现出色,被广泛应用于各个领域。

本文将介绍聚氨酯的耐高温工艺,探讨其在高温条件下的特性和应用。

聚氨酯具有较高的热稳定性,可以在高温环境下保持较好的性能。

其热分解温度通常在200℃以上,一些特殊类型的聚氨酯甚至可以耐受300℃以上的高温。

这使得聚氨酯在高温环境下具有良好的稳定性和耐久性,适用于许多高温工艺中的关键部件。

聚氨酯的高温性能还表现在其机械性能上。

尽管在高温条件下,一些材料的机械性能会显著下降,但聚氨酯却能保持较好的强度和刚度。

这使得聚氨酯在高温环境下可以承受较大的载荷和压力,且不易发生变形或破裂。

因此,聚氨酯在高温工艺中广泛应用于制造耐磨、耐压等部件。

聚氨酯还具有较好的耐化学性能,在高温环境下不易受到化学物质的腐蚀。

这使得聚氨酯成为一种理想的高温密封材料,广泛应用于化工设备、石油钻采等领域。

聚氨酯的耐化学性能还使其在高温环境下能够长期稳定地工作,不会因化学反应而导致材料的劣化或失效。

聚氨酯耐高温工艺的应用范围广泛,以下列举几个常见的应用领域:1. 汽车制造:聚氨酯可以用于汽车发动机舱隔音、隔热材料,能够在高温环境下提供良好的隔热效果,同时能够减少噪音和振动。

2. 电子电器:聚氨酯可以用于电子电器的绝缘材料,能够在高温条件下保护电子元件的安全运行,并提供良好的绝缘性能。

3. 能源领域:聚氨酯可以用于风力发电设备的叶片材料,能够在高温环境下保持较好的强度和刚度,同时具有较低的摩擦系数,提高发电效率。

4. 航空航天:聚氨酯可以用于飞机和火箭的密封材料,能够在高温和高压条件下提供可靠的密封性能,保障飞行安全。

聚氨酯具有优异的高温性能,能够在高温环境下保持较好的稳定性和机械性能。

其在汽车制造、电子电器、能源领域和航空航天等领域具有广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步,聚氨酯耐高温工艺将进一步得到优化和提升,为各个领域的高温工艺提供更加可靠和高效的解决方案。

聚氨酯-11 结构-概述说明以及解释

聚氨酯-11 结构-概述说明以及解释

聚氨酯-11 结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚氨酯-11(Polyurethane-11)是一种聚合物材料,由聚氨酯单元和较长的碳链组成。

它具有许多优异的性质和广泛的应用领域。

聚氨酯-11具有良好的弹性、耐磨性、耐高温性和耐候性,因此在工业、建筑、医疗、日用品等领域都有重要应用。

聚氨酯-11的化学结构由聚氨酯基团和长链碳酸酯组成。

聚氨酯基团由异氰酸酯与醇反应生成,而长链碳酸酯则由二元酸与二元醇反应得到。

这两个基团的不同组合方式可以调节聚氨酯-11的性质和用途。

聚氨酯-11的物理性质也很独特。

它可以通过改变聚氨酯基团和长链碳酸酯的比例来调节材料的硬度、弹性和耐磨性。

此外,聚氨酯-11还具有良好的拉伸强度、耐化学性和电绝缘性能。

聚氨酯-11在汽车零部件、电缆护套、鞋类、运动器材等领域有广泛的应用。

由于其优异的特性,聚氨酯-11在未来的发展前景非常广阔。

随着科技的进步和人们对功能性材料需求的增加,聚氨酯-11有望在更多领域展现其独特的优势。

综上所述,聚氨酯-11作为一种重要的聚合物材料,具有丰富的化学结构和独特的物理性质。

其在各个领域的广泛应用以及未来的发展前景显示出它的巨大潜力。

在接下来的内容中,我们将详细介绍聚氨酯-11的化学结构和物理性质,以及它在不同领域的应用前景和发展趋势。

1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组织排列和内容安排。

通过良好的文章结构,可以使读者更好地理解和把握文章的主要内容和思路。

本文的结构主要分为三个部分:引言、正文和结论。

在引言部分,我们首先进行了概述,介绍了聚氨酯-11的相关信息和背景。

随后,我们明确了文章的结构和目的,使读者对本文将要讨论和阐述的内容有一个整体的了解和预期。

接下来是正文部分,正文内容主要包括两个方面:聚氨酯-11的化学结构和物理性质。

在这一部分,我们将详细介绍聚氨酯-11的化学组成和分子结构,以及其主要的物理性质和特点。

通过对聚氨酯-11的化学结构和物理性质的深入探讨,读者可以更好地了解这种材料的性质和应用领域。

聚氨酯软段分类-概述说明以及解释

聚氨酯软段分类-概述说明以及解释

聚氨酯软段分类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚氨酯软段作为一种重要的高分子材料,在工业应用中具有广泛的用途。

其特性包括良好的柔软性、耐磨性和耐高温性能,使得其在许多领域都得到了广泛的应用。

本文将深入探讨聚氨酯软段的分类及其在不同领域中的应用情况,旨在帮助读者更全面地了解和认识这一材料,以促进其在实际应用中的更好发展。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要包括三个部分:引言、正文和结论。

在引言部分中,将通过概述聚氨酯软段的背景和重要性,介绍本文的目的和结构。

正文部分将详细介绍聚氨酯软段的定义、特性、应用领域和制备方法,以便读者全面了解聚氨酯软段的相关知识。

在结论部分,将对聚氨酯软段分类的重要性进行总结,展望未来聚氨酯软段分类的发展方向,并得出结论。

通过这样的分章节结构,读者可以逐步了解和深入研究聚氨酯软段的分类及其应用。

1.3 目的本文旨在系统性地介绍聚氨酯软段的分类方法,分析不同分类对材料性能和应用领域的影响。

通过深入研究聚氨酯软段的定义、特性、制备方法和应用领域,帮助读者更好地理解聚氨酯软段的分类体系,为材料科学研究和工程应用提供有益的参考。

同时,本文旨在激发读者对聚氨酯软段分类的兴趣,促进学术交流和合作,推动聚氨酯软段材料的发展和创新。

2.正文2.1 聚氨酯软段的定义和特性聚氨酯软段是一种具有弹性和柔软性的聚合物材料,它由聚氨酯分子链与低分子量的链延伸剂组成。

聚氨酯软段的特性主要包括以下几个方面:1. 弹性:聚氨酯软段具有良好的弹性,能够在拉伸和压缩时迅速恢复原状,不易变形疲劳。

2. 柔软性:由于聚氨酯软段的分子链结构特殊,使得它具有很好的柔软性,能够适应各种形状和曲线。

3. 耐磨性:聚氨酯软段具有较好的耐磨性,能够在摩擦和磨损的环境下保持稳定性。

4. 耐化学性:聚氨酯软段具有较高的耐化学性,不易受酸碱等化学物质的侵蚀。

5. 耐温性:聚氨酯软段的耐温性较好,能够在一定的温度范围内保持稳定性。

聚氨酯保温板防火性能简介

聚氨酯保温板防火性能简介

聚氨酯泡沫塑料(PU)的防火等级认定1.按《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB8624-1997)标准,聚氨酯达到B2级要求,添加特殊阻燃剂后可以到达B1级。

某些指标达到A级2 GB8624-1997指标不燃类材料(A级)1 A级匀质材料按GB/T5464进行测试,其燃烧性能应达到a)炉内平均温升不超过50℃;b)试样平均持续燃烧时间不超过20s;c)试样平均质量损失率不超过50%。

2 A级复合(夹芯)材料达到下述各项要求的材料,其燃烧性能定为A。

a)按GB/T 8625进行测试,每组试件的平均剩余长度≥35 cm(其中任一试件的剩余长度>20cm),且每次测试的平均烟气温度峰值≤125℃,试件背面无任何燃烧现象,b)按GB/T 8627进行测试,其烟密度等级(SDR)≤15,c)按GB/T 14402和GB/T 14403进行测试.其材料热值≤4.2 MJ/kg,且试件单位面积的热释放量≤16.8MJ/m^2;d)材料燃烧烟气毒性的全不致死浓度LCo≥25mg/L.可燃类材料(B级)1 Bl级材料达到下述各项要求的材料,其燃烧性能定为B1级.a)按GB/T 8626进行测试,其燃烧性能应达到GB/T 8626所规定的指标且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象;b)按GB/T 8625进行测试,每组试件的平均剩余长度≥15cm(其中任一试件的剩余长度>0cm),且每次测试的平均烟气温度峰值≤200℃。

c)按GB/T 8627进行测试,其烟密度等级(SDR)≤75.2 B2级材料按GB/T 8626进行测试燃滤纸的现象。

其燃烧性能应达到GB/T 8626所规定的指标,且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象。

3其他标准1)1997年颁布的国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》GB8624-1997,其B1等级PU材料指标,氧指数必须大于32;2)2006年颁布的国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006,提出PU复合风管材料指标是烟密度SDR≤25。

聚氨酯消防水带的质量要求

聚氨酯消防水带的质量要求

聚氨酯消防水带的质量要求
聚氨酯消防水带是一种常用于消防灭火的装备,其质量要求非常重要,因为这关系到人们生命和财产安全。

下面是一些常见的聚氨酯消防水带的质量要求:
1.耐压性能:聚氨酯消防水带应具备足够的耐压能力,能够承受一定的水压
力,并保持不泄漏。

2.耐磨性能:聚氨酯消防水带需要具备良好的耐磨性,能够承受在使用过程
中与地面、墙壁等摩擦产生的磨损。

3.耐腐蚀性能:聚氨酯消防水带需要具备一定的耐腐蚀性,能够抵御一些常
见的腐蚀性物质,如酸、碱等。

4.承压性能:聚氨酯消防水带需要具备一定的承压能力,能够在使用过程中
承受一定的拉力,不易断裂。

5.耐高温性能:聚氨酯消防水带需要具备较高的耐高温性能,能够在高温环
境下正常使用,不会因高温变形或损坏。

6.紧密连接性能:聚氨酯消防水带的接头需要具备良好的紧密连接性能,确
保接头处不漏水。

7.抗拉性能:聚氨酯消防水带需要具备一定的抗拉性能,能够在使用过程中
承受一定的拉力而不易断裂。

8.耐脱层性能:聚氨酯消防水带需要在长时间使用后不易脱层,保持良好的
结构完整性。

除了以上要求,聚氨酯消防水带还需要符合相关的国家或地区的标准和认证要求,如符合国内消防部门制定的消防器材质量标准等。

购买时,最好选择有质量保证的正规厂家或供应商,确保产品质量可靠,使用安全可靠。

聚氨酯灌封胶的耐候性与环境适应性分析

聚氨酯灌封胶的耐候性与环境适应性分析

聚氨酯灌封胶的耐候性与环境适应性分析摘要:聚氨酯灌封胶作为一种重要的密封和粘接材料,广泛应用于各种领域,如建筑、汽车、航空航天等。

然而,其性能受到环境条件的影响,因此需要进行耐候性和环境适应性的分析以确保其长期稳定性和可靠性。

本研究旨在通过多种测试方法,包括人工气候老化试验、自然暴露试验和化学腐蚀性测试,对聚氨酯灌封胶在不同环境条件下的性能进行评估,并分析其在不同环境条件下的适应性。

这将有助于指导聚氨酯灌封胶的应用和改进,以满足不同环境下的需求。

关键词:聚氨酯灌封胶、耐候性、环境适应性、人工气候老化试验、自然暴露试验1. 聚氨酯灌封胶的组成与特性1.1 聚氨酯灌封胶的组分聚氨酯灌封胶的组分包括聚氨酯树脂、交联剂、填充剂、稳定剂等多种成分。

聚氨酯树脂是其主要成分,其结构可根据具体应用需求进行调整,以实现不同性能要求。

交联剂用于固化聚氨酯树脂,形成具有高强度和弹性的网络结构。

填充剂通常用于增加材料的体积和改善特定性能,如增加硬度或改善耐磨性。

稳定剂则用于提高材料的耐候性和抗氧化性。

聚氨酯灌封胶的组分配比和选择对其最终性能和应用领域具有重要影响[1]。

1.2 物理和化学性质聚氨酯灌封胶具有多种物理和化学性质,使其在不同应用领域中具备广泛的适用性。

其物理性质包括高弹性、耐撕裂性、良好的粘附性和耐磨性,使其成为密封和粘接的理想选择。

化学性质方面,聚氨酯灌封胶通常表现出较好的耐化学腐蚀性,能够抵御多种化学物质的侵蚀,同时具有良好的耐水性和耐紫外线辐射性能,适用于户外和高湿度环境。

1.3 应用领域和要求聚氨酯灌封胶广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子等多个领域。

在建筑领域,它常用于密封和粘接构件,要求具备耐候性、抗紫外线辐射和耐大气污染物的能力,以确保建筑结构的长期稳定性。

在汽车制造中,聚氨酯灌封胶用于汽车玻璃的安装和车身密封,要求具备优秀的粘附性、耐高温性和抗振动性能。

在航空航天和电子领域,它被广泛用于电子元件的密封和绝缘,要求具备优异的电绝缘性和耐高低温性。

改性热塑性聚氨酯耐热性提高的研究_张敏

改性热塑性聚氨酯耐热性提高的研究_张敏

第31卷 第6期 陕西科技大学学报 Vol.31No.6 2013年12月 Journal of Shaanxi University of Science &Technology Dec.2013 文章编号:1000-5811(2013)06-0095-04改性热塑性聚氨酯耐热性提高的研究张 敏1,张若琳1,张宝峰1,顾利民2,邱建辉3(1.陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安 710021;2.中国石油规划总院,北京 100083;3.日本秋田县立大学,日本秋田 015-0055)摘 要:为了提高热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的耐热性,采用三聚氰胺改性脲醛树脂包覆纳米TiO2(MUF/TiO2),并将其加入TPU中制成复合材料MUF/TiO2-TPU.采用FT-IR、WXRD、SEM、DSC、TGA等分别表征了复合材料的化学结构,并测定了其结晶度、热性能和力学性能.研究结果表明:MUF/TiO2的添加,TPU的结晶形态没有大的变化,但晶粒尺寸略有变小;耐热性得到了很大地提高;改性后的TPU断裂伸长率和拉伸强度呈现先增大后减少的趋势.关键词:TPU;三聚氰胺改性脲醛树脂;TiO2;耐热性中图法分类号:O614 文献标识码:AResearch on polyurethane elastomer to improve heat resistanceZHANG Min1,ZHANG Ruo-lin1,ZHANG Bao-feng1,GU Li-min2,QIU Jian-hui 3(1.Key Laboratory of Auxiliary Chemistry &Technology for Chemical Industry,Ministry of Education,Shaanxi University of Science &Technology,Xi′an 710021,China;2.China Petroleum Planning &Engineer-ing Institute,Beijing 100083,China;3.Akita Prefecture University,Akita 015-0055,Japan)Abstract:In order to improve the heat resistance of thermoplastic polyurethane elastomer(TPU),composite material MUF/TiO2-TPU was achieved by adding nano TiO2powder(MUF/TiO2)which was coated by melamine modified urea-formaldehyde resin to the TPU.The chemical structure,crystallinity,thermal properties and mechanical properties of com-posite materials were characterized and determined by FT-IR,WXRD,SEM,DSC,TGArespectively.The results showed that the crystallization of TPU changed a little when MUF/TiO2was added.The grain size was slightly reduced,while the heat resistance was improvedgreatly.The elongation and tensile strength of modified TPU first increased and then de-creased.Key words:TPU;melamine modified urea-formaldehyde resin;TiO2;heat resistance0 引言热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种既具有塑料热可塑性和力学强度,又具有橡胶弹性的嵌段材料,因其优良的耐低温性、耐磨性、耐化学腐蚀性而使其在各行各业中的应用迅速拓展开来[1-3].由于收稿日期:2013-11-11基金项目:国家自然科学基金项目(21144008);陕西科技大学博士科研启动基金项目(BJ09-08);陕西科技大学科研创新团队计划项目(TD10-01)作者简介:张 敏(1958-),女,甘肃兰州人,教授,博士生导师,研究方向:环境友好高分子材料陕西科技大学学报第31卷原材料品种的多样性及分子结构的可调整性等优点,使得热塑性聚氨酯广泛应用于弹性体、泡沫塑料、涂料、胶黏剂等行业.但是由于TPU的耐热性较差,令其在一定温度范围的使用受到了限制,且价格昂贵.国内外对提高TPU的耐热性已有一些报道,但大多是从改变TPU原料组成的角度来进行结构设计的[4],很少有人采用微胶囊技术包覆纳米无机物以减少相分离的研究思路来进行.本研究为了提高热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的耐热性,首先采用三聚氰胺改性脲醛树脂,这样既可以提高脲醛树脂的交联程度,还可以起到对材料的增韧效果[5,6];然后采用改性后的脲醛树脂包覆纳米TiO2,得到了MUF/TiO2微胶囊,并将其添加到TPU中,研究了MUF/TiO2对TPU耐热性的影响,为扩展TPU的用途提供了理论基础数据.1 实验部分1.1 原料三聚氰胺,天津市福晨化学试剂厂;纳米TiO2粉体,实验室自制;甲醛,成都金山化学试剂有限公司;尿素,天津市登峰化学试剂厂;三乙醇胺,天津市富宇精细化工有限公司;4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),聚四氢呋喃(PTMG,Mw=2 000),聚己内酯(PCL,Mw=2 000)等均购于德国巴斯夫公司;1,4-丁二醇(BDO),天津科密欧试剂有限公司.以上试剂均为分析纯,未进一步纯化.1.2 复合材料的制备1.2.1 三聚氰胺改性脲醛树脂包覆TiO2(MUF/TiO2)的制备[7]首先,将甲醛加到三口烧瓶中,搅拌并水浴加热升温;其次,当温度到达40℃时,分别在三口烧瓶中加入三聚氰胺、尿素,缓慢升温至85℃,此处需要将尿素分批量加入,以减少甲醛的游离量;最后,用三乙醇胺调节体系的pH至8,恒温反应1h后,停止加热,得到改性的MUF预聚体[8],其合成路线如图1所示.在经超声分散30min的TiO2-乙醇溶液中加入制得的MUF预聚物中,反应3h后,分批加入氯化铵,缓慢调节pH为3后,继续恒温反应1h,使微胶囊进行充分固化;冷却至室温后用质量分数为10%的碳酸钠水溶液调节pH呈中性,然后将产物过滤、洗涤、干燥,得到了三聚氰胺改性脲醛树脂包覆的纳米TiO2微胶囊(MUF/TiO2),其合成路线如图2所示.图1 MUF的合成路线图2 MUF/TiO2的合成路线1.2.2 TPU的制备以PCL和PTMG为软段、MDI为硬段,以BDO为扩链剂,采用一步法合成,其合成路线如图3所示.图3 TPU的合成路线1.2.3 改性TPU的制备将上述制备的MUF/TiO2分散到PCL和PTMG中,以上述合成TPU的方法制得改性的TPU,其中分别添加质量分数为1%、2%和3%的MUF/TiO2,且分别命名为TPU-1%MUF/TiO2,TPU-2%MUF/TiO2和TPU-3%MUF/TiO2[8].1.3 材料的结构表征与性能测试结构表征:采用EQUINX55型傅立叶变换红外光谱仪(Brucher公司,德国)表征材料的化学结构;结晶性能测试:采用D/MAX-3C全自动X-射线衍射仪(Rigalcu,日本)对材料的结晶性能进行分析;热性能测试:采用Q600型热重分析仪、Q1000型差示扫描量热仪(TA公司,美国)以10℃/min的升温速率,得到TG和DSC曲线;力学性能测试:测试依照GB/T528-2009进行,样条为4型哑铃样条,测试条件为拉伸速度50mm/min,·69·第6期张 敏等:改性热塑性聚氨酯耐热性提高的研究500N传感器.2 结果与讨论2.1 TPU和改性后TPU的结构表征图4为纳米TiO2、MUF/TiO2、MUF/TiO2-TPU的红外光谱图.由图4可以看出,曲线a中3 320cm-1和1 525cm-1附近分别为-NH-的伸缩振动和弯曲振动吸收峰;2 862~2 937cm-1附近为甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰;1 720cm-1附近为氨基甲酸酯中-C=O的自由伸缩振动峰;1 409、1 465和1 599cm-1处为MUF/TiO2中苯环对位取代的特征峰;1 157~1227cm-1为(O=C)-O的不对称伸缩振动吸收峰;1 070~1 091cm-1处为C-O-C的不对称伸缩振动吸收峰.其中b曲线中3 340cm-1处为-NH-和-OH的特征吸收峰;1 663cm-1处为C=O和脲醛树脂的特征吸收峰;1 250、1 375和1 556cm-1处为MUF/TiO2中三聚氰胺芳环的取代振动吸收峰.而未进行处理的纳米TiO2(如曲线c)中却没有出现芳环的取代振动吸收峰,由此可以说明纳米粒子TiO2表面成功连接了三聚氰胺改性的脲醛树脂.由此红外分析结果表明:合成的产物即是预期的目标产物.a:TPU-1%MUF/TiO2;b:MUF/TiO2;c:未经任何处理的纳米TiO2图4 TPU和改性后TPU的红外光谱分析2.2 TPU和改性后TPU的WXRD分析图5为TPU、MUF/TiO2改性TPU的WXRD图.由曲线a、b、c、d可以看出,结晶衍射峰在2θ为20左右时出现,这主要是由于TPU软段结构大量积聚形成的.b、c、d曲线中MUF/TiO2的引入使得该结晶衍射峰的强度降低并且峰形变宽,且随着MUF/TiO2添加量的增加,改性TPU的结晶度降低,这可能是MUF/TiO2与TPU之间存在着一定的相互作用[9],影响了材料的结晶形成;改性后的TPU即b、c、d曲线在2θ约为20°时出现了裂分,随着MUF/TiO2添加量的增加,TPU的晶粒尺寸也发生了改变.添加1%、2%、3%质量分数的MUF/TiO2的TPU分别进行了裂分,并且2θ分别向大角度移动,说明b、c、d的结晶尺寸由小到大依次为:c<b<d,与改性TPU的力学性能结果吻合.可以推测:晶粒尺寸对改性TPU的力学性能有明显的影响,且在一定范围内,晶粒尺寸越小其力学性能越好.a:TPU;b:TPU-1%MUF/TiO2;c:TPU-2%MUF/TiO2;d:TPU-3%MUF/TiO2图5 MUF/TiO2添加量对TPU结晶行为的影响图6为不同纳米TiO2含量添加入TPU中形图6 不同纳米TiO2含量在TPU-MUF/TiO2中的断面形貌图成的复合膜的断面形貌图.如图6(a)所示,制备的纳米TiO2形状不太规则,图6(b)得到的MUF/TiO2的断面颗粒比纳米TiO2略大,并且表面的粗糙度也增大,与IR的数据联合分析说明得到的就是MUF/TiO2.空白聚氨酯膜的断面比较光滑,对于含有1%、2%和3%MUF/TiO2的TPU复合膜,MUF/TiO2以纳米尺度均匀分散在聚氨酯基体中,其中MUF/TiO2的体积大小为D<C<E,这与图5的WXRD数据相一致.但是随着·79·MUF/TiO2含量增加到3%,出现了一些大的TiO2聚集体(图6(e)),尺寸在微米级,这是由于随着MUF/TiO2含量增加,体系中存在游离的TiO2增加,会引起MUF/TiO2的部分团聚.2.3 TPU和改性后TPU的热分析2.3.1 TPU和TPU-MUF/TiO2的TG图7为TPU、MUF/TiO2改性TPU的TG曲线.由图7可以看出,添加MUF/TiO2的TPU耐热性明显提高,并且随着添加量的增大其初始分解温度呈先增大后减小的趋势,且当添加量为2%时其耐热性能达到最好.由TG曲线可以看出,样品都经历了两个热分解阶段:第一个阶段发生在260℃~370℃,为TPU硬段中的氨基甲酸酯发生分解.而曲线b、c、d,即改性的TPU中还有三聚氰胺改性脲醛树脂的分解;由于三聚氰胺改性脲醛树脂的热稳定性较高,使得改性后的TPU在较高温度分解[10].第二个阶段发生在370℃~455℃,为TPU软段中低聚物二元醇的分解.在此阶段中由于MUF/TiO2中三聚氰胺已分解完全,使得TiO2的活性中心裸露出来,从而与TPU中的-NCO活性基团发生化学键结合而提高了TPU的耐热性.在结晶度差别不大的情况下(如图5),MUF/TiO2晶粒的尺寸越小其在TPU基体中的分散就越均匀,而MUF/TiO2与TPU的相容性就越好,导致TPU的微相分离程度增大,耐热性得到提高.a:TPU;b:TPU-1%MUF/TiO2;c:TPU-2%MUF/TiO2;d:TPU-3%MUF/TiO2图7 MUF/TiO2添加量对TPU热降解行为的影响 表1为MUF/TiO2添加量为0、1%、2%、3%的TPU质量损失为5%和50%时的分解温度.由表1可以看出,TPU在失重5%和50%时的分解温度随MUF/TiO2添加量的增加呈先升高后降低的趋势;且当MUF/TiO2的添加量为2%时,TPU的耐热性提高最大(23℃).表1 MUF/TiO2含量对TPU热性能的影响样品失重5%温度/℃失重50%温度/℃TPU 259.58 304.06TPU-1%MUF/TiO2274.74 319.25TPU-2%MUF/TiO2280.13 329.76TPU-3%MUF/TiO2271.53 323.652.3.2 TPU和MUF/TiO2-TPU的DSC 为了研究样品的结晶行为,采用DSC测定了其熔融吸收峰,样品的热转变如表2所示.添加了MUF/TiO2的TPU的熔点得到了很大程度地提高,并且随着MUF/TiO2添加量的增大TPU的熔融吸收焓和熔点都呈先升高后降低的趋势.添加2%的MUF/TiO2的TPU的熔融吸收焓与熔点提高最大,这与TG的数据是一致的.表2 TPU,TPU-1%MUF/TiO2,TPU-2%MUF/TiO2和TPU-3%MUF/TiO2的DSC参数样品熔点/℃熔融吸收焓/(J·g-1)TPU 141.6 5.87TPU-1%MUF/TiO2126.2 6.69TPU-2%MUF/TiO2140.7 8.69TPU-3%MUF/TiO2121.4 7.202.4 TPU和改性后TPU的力学性能图8为TPU、MUF/TiO2改性的TPU的力图8 MUF/TiO2添加量对TPU力学性能的影响(下转第104页)(2)一中区上克拉玛依组可划分为分流河道、溢岸砂、分流间湾、水下分流河道、河口坝、席状砂和三角洲前缘泥等7种微相,其中上克拉玛依组最主要的储集层的微相类型是分流河道、河口坝和水下分流河道.(3)通过点-线-面相结合,确定了上克拉玛依组各单层沉积微相的平面展布特征.其中,S52-2单层以水下分流河道、河口坝、席状砂和三角洲前缘泥等沉积微相为主,S52-1到S51-1单层、S4砂组和S1砂组各单层以分流河道、溢岸砂和分流间湾为主.参考文献[1]韩大匡.准确预测剩余油相对富集区提高油田注水采收率研究[J].石油学报,2007,28(2):73-78.[2]李 阳.储层流动单元模式及剩余油分布规律[J].石油学报,2003,24(3):52-55.[3]刘 岩,丁晓琦,李学伟.高分辨率层序地层划分在陆相油藏剩余油分布研究中的应用[J].油气地质与采收率,2013,20(2):15-20.[4]辛玉霞,王志章,庞雄奇,等.克拉玛依油田一西区克下亚组单砂体分布特征[J].新疆石油地质,2011,32(6):586-588.[5]吴志雄,杨兆臣,丁 超,等.准噶尔盆地西北缘三叠系克拉玛依组扇三角洲沉积微相特征[J].天然气地球科学,2011,22(4):602-609.[6]何 辉,万丙乾,唐海发.砾岩油藏沉积微相定量识别[J].西南石油大学学报:自然科学版,2010,32(1):67-72.[7]吴少波,谭成仟,宋子齐,等.克拉玛依油田八区克上组沉积微相研究[J].新疆石油地质,2001,22(4):303-305.[8]姜在兴.沉积学[M].北京:石油工业出版社,2003.[9]吴胜和,蔡正旗,施尚明.油矿地质学[M].北京:石油工业出版社,2011.[10]王一博,马世忠,杜金玲,等.高含水油田沉积微相至单砂体级别精细研究[J].西安石油大学学报:自然科学版,2008,23(1):30-33.[11]王树慧,吴少波,蔡 芳,等.南图尔盖盆地Kumkol油田上侏罗统库姆科尔组沉积相研究[J].西安石油大学学报:自然科学版,2012,27(3):15-20.[12]郭 兰,丁 超,闫继福.鄂尔多斯盆地子长油田安定区延长组长6段沉积微相[J].油气地质与采收率,2009,16(3):11-14.檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯(上接第98页)学性能.由图8可以看出,经MUF/TiO2改性后的TPU拉伸强度得到了明显地提高,且随着MUF/TiO2添加量为2%时拉伸强度达到最大值,且值为纯TPU的3倍多,而MUF/TiO2的加入,对TPU的断裂伸长率影响不大.这可能是由于添加的MUF/TiO2起到了成核剂的作用,改变了TPU的结晶行为(图5).3 结论(1)本研究合成了三聚氰胺改性脲醛树脂包覆纳米TiO2微胶囊,并将其添加到TPU中,得到了改性的TPU-MUF/TiO2复合材料.(2)MUF/TiO2的添加改变了TPU的结晶行为,导致结晶尺寸变小.(3)随着MUF/TiO2添加量的增加,TPU的拉伸强度呈先升高后降低的趋势,当添加量为2%时拉伸强度达到最大值,且值为纯TPU的3倍多,而MUF/TiO2的加入对TPU的断裂伸长率影响不大.(4)改性后的TPU耐热性有了很大提高,当MUF/TiO2的添加量为2%时,TPU的耐热性提高最大(23℃).参考文献[1]Deng Xin,Liu Aixue,Wang jin,et al.Study on preparationand mechanical properties of polyamide 6-polyurethaneblock copolymers[J].Mat.Rev.,2010,24(3):14-18.[2]孙家干,杨建军,吴明元,等.聚氨酯/无机粒子纳米复合材料的制备与应用进展[J].合成橡胶工业,2010,33(4):319-324.[3]张 敏,夏 青,王 昊,等.耐热性热塑性聚氨酯弹性体的影响因素研究[J].塑料工业,2013,41(2):87-89.[4]Ting Zhang,Min Zhang,Xiaomei Tong,et al.Optimalpreparation and characterization of poly(urea-formalde-hyde)microcapsules[J].J.Appl.Polym.Scie.,2010,115(4):2 162-2 169.[5]张宝峰,张 敏,葛正浩,等.热塑性聚氨酯弹性体的不同分子微结构对热性能的影响研究[J].材料导报,2012,26(5):277-280.[6]Guohong Zhang,Jianhui Qiu,Liang Shao,et al.Ultrasonicweld properties of heterogeneous polymers:polylactideand poly(methyl methacrylate)[J].Journal of MaterialsProcessing Technology,2011,211(8):1 358-1 363.[7]张 敏,张 婷,童晓梅,等.脲醛树脂微胶囊的改性[J].功能高分子学报,2009,22(3):270-275.[8]Xiaomei Tong,Min Zhang,Mingzheng Yang.Study on thecuring kinetics of epoxy resin in self-healing microcapsuleswith different shell material[J].Adv.Mat.Res.,Vols,2011,306/307:658-662.[9]张胜文,姜思思,沈利亚,等.光固化水性聚氨酯/SiO2纳米复合乳液的合成和膜性能[J].高分子材料科学与工程,2010,26(11):9-12.[10]杨 磊,沈高扬,傅丽君.纳米TiO2/聚氨酯复合工艺及性能研究[J].中国生漆,2009,28(1):6-9.。

提高聚氨酯耐温性

提高聚氨酯耐温性

提高聚氨酯耐温性聚氨酯弹性体是以二异鼠酸酯和低聚物多元醇为基本原料聚合而成的高分子材料,具有机械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能,但其使用温度一般不超过80°C, 100°C以上材料会软化变形,机械性能明显减弱,短期使用温度不超过120°C,严重限制了其广泛应用。

因此,许多研究机构及学者对聚氨酯弹性体耐热形变性能进行了研究,并制备了许多耐热性能优良的材料,使其在较高的温度下具有较好的机械性能。

但是聚氨酯弹性体结构的复杂性,影响其耐热形变因素很多。

作者从低聚物多元醇、异鼠酸酯、扩链剂、催化剂、聚合工艺条件、引入分子内基团、加入填料、与纳米材料复合等方面综述了弹性体耐热性的影响因素。

1原料对聚氨酯弹性体耐热性影响聚氨酯弹性体由软段(低聚物多元醇,主要分为聚酯型、聚醛型和聚烯怪型多元醇等)和硬段(二异氛酸酯和扩链剂)组成。

低聚物多元醇的相对分子质量是多分散的,而多异氛酸酯往往是多种异构体的混合物,异构体的存在会破坏硬段的规整性,使得弹性体的耐热性降低。

严格控制原料的纯度,降低缩二淼和腺基甲酸酯等热稳定性差的基团的摩尔分数,可以提高弹性体耐热性。

低聚物多元醇不同结构的低聚物多元醇与相同异鼠酸酯反应生成的氨基甲酸酯,其热分解温度相差很大,伯醇最高,叔醇最低,这是由于靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易断裂的缘故。

由于酯基的热稳定性比较好,而瞇基的碳原子上的氢容易被氧化,所以聚酯型聚氨酯耐热性能比聚醛型聚氨酯好。

由聚酯所制备的聚氨酯,聚酯类型的不同对热性能几乎没有太大的影响。

对于聚瞇型聚氨酯,聚醛的类型对其耐热性能有一定的影响,如由甲苯二异鼠酸酯(TDI)、3,3•-二氯-4, 4•-二苯基甲烷二胺(MOCA)分别与聚氧化丙烯二醇和聚四氢咲喃醛二醇(PTMG)所制备的聚氨酯,放入121°C环境下老化7天后,二者的拉伸强度存在明显差别,前者室温下拉伸强度保留率为44%,而后者保留率为60%o低聚物多元醇相对分子质量或分子链长对聚氨酯热降解的特征分解温度没有明显的影响,刘凉冰研究了聚酯型和聚瞇型聚氨酯的降解机理,并分析了影响其耐热性的因素,得出聚酯型聚氨酯弹性体耐热性能优于聚醛型的结论。

聚二甲基硅氧烷合成聚氨酯中的作用_概述及解释说明

聚二甲基硅氧烷合成聚氨酯中的作用_概述及解释说明

聚二甲基硅氧烷合成聚氨酯中的作用概述及解释说明1. 引言1.1 概述在聚氨酯合成中,添加聚二甲基硅氧烷作为助剂对于改善聚氨酯材料的性能和性质具有重要作用。

聚二甲基硅氧烷是一种无机有机化合物,具有特殊的结构和性质。

它可以在聚氨酯合成过程中充当交联剂、增强材料以及改变材料表面特性的功能。

本文旨在探讨聚二甲基硅氧烷在聚氨酯合成中的作用机制以及其对材料性能的影响。

1.2 文章结构本文将分为四个部分进行阐述。

首先,将介绍聚二甲基硅氧烷的合成方法以及相关的技术参数。

接着,会对聚氨酯的性质与应用进行详细探讨,包括其化学结构、物理性能以及广泛应用领域。

然后,我们将深入分析聚二甲基硅氧烷在聚氨酯合成中的作用机制,并解释其中具体过程和影响因素。

最后,通过实验结果与讨论来验证聚二甲基硅氧烷对聚氨酯材料结构和性能的影响,并总结其在合成过程中的重要性。

1.3 目的本文的目标是全面了解聚二甲基硅氧烷在聚氨酯合成中的作用机制,以期为材料工程领域的研究提供参考,并探索未来研究方向。

通过对聚二甲基硅氧烷与聚氨酯相互作用的综合分析,我们可以为开发新型高性能聚氨酯材料以及改进现有制备方法提供理论指导和技术支持。

同时,还可以促进相关领域的学术交流和科学创新。

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聚二甲基硅氧烷是一种无机有机化合物,具有特殊的结构和性质。

它可以在聚氨酯合成过程中充当交联剂、增强材料以及改变材料表面特性的功能。

本文旨在探讨聚二甲基硅氧烷在聚氨酯合成中的作用机制以及其对材料性能的影响。

### 1.2 文章结构本文将分为四个部分进行阐述。

首先,将介绍聚二甲基硅氧烷的合成方法以及相关的技术参数。

接着,会对聚氨酯的性质与应用进行详细探讨,包括其化学结构、物理性能以及广泛应用领域。

然后,我们将深入分析聚二甲基硅氧烷在聚氨酯合成中的作用机制,并解释其中具体过程和影响因素。

硅酸锂改性水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究

硅酸锂改性水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究

山 东 化 工 收稿日期:2019-08-13基金项目:2018年山东省大学生科学研究项目(水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究18SSR058);2018年山东省本科教改项目(加强科教融合,发挥学科优势,探索地方高校拔尖创新型人才培养新模式Z2018S006);2017年临沂大学教育信息化研究课程(高分子化学实验50618192);2017年临沂大学学生学习评价改革课程(结构化学50618057);2017年临沂大学学生学习评价改革课程(高分子物理实验50618053)作者简介:黄传峰(1997—),临沂大学在校本科生;通讯作者:马登学,博士,副教授,主要从事高分子材料的合成与应用。

硅酸锂改性水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究黄传峰1,闵钰茹1,张丹丹1,刘青青1,崔 玮1,夏其英2,梁士明1,马登学1(1.临沂大学材料科学与工程学院,山东临沂 276005;2.临沂大学化学化工学院,山东临沂 276005)摘要:采用硅酸锂为改性试剂,硅灰石粉、氧化铝等为填料制备水性聚氨酯耐高温涂料。

检测不同的硅酸锂用量对水性聚氨酯耐高温涂料稳定性、耐高温性等性能的影响。

研究结果表明:水性聚氨酯乳液、硅酸锂、硅灰石粉、氧化铝、高岭土的质量比为4∶2∶3∶1∶4时,即当硅酸锂的添加量占涂料含量的15.5%左右时,涂料的各项性能较为优良。

关键词:水性聚氨酯;硅酸锂;耐高温;改性;涂料中图分类号:TQ637 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)21-0006-03PreparationandPerformanceStudyofLithiumSilicateModifiedWaterbornePolyurethaneHighTemperatureResistantCoatingsHuangChuanfeng1,MinYuru1,ZhangDandan1,LiuQingqing1,CuiWei1,XiaQiying2,LiangShiming1,MaDengxue1(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,LinyiUniversity,Linyi 276005,China;2.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,LinyiUniversity,Linyi 276005,China)Abstract:Water-bornepolyurethanehigh-temperatureresistantcoatingswerepreparedbyusinglithiumsilicateasmodifyingagent,wollastonitepowder,aluminaandotherfillers.Theeffectsofdifferentamountsoflithiumsilicateonthestabilityandhightemperatureresistanceofwaterbornepolyurethanecoatingsweretested.Theresultsshowthatwhenthemassratioofwaterbornepolyurethaneemulsion,lithiumsilicate,wollastonitepowder,aluminaandkaolinis4∶2∶3∶1∶4,i.e.whentheadditionoflithiumsilicateaccountsforabout15.5%ofthecoatingcontent,thecoatinghasbetterperformances.Keywords:waterbornepolyurethane;lithiumsilicate;hightemperatureresistance;modification;coating 硅酸锂是一种水溶性硅酸盐,硅酸锂的水溶液也被称作锂水玻璃,简称为硅酸锂[1-3]。

聚氨酯分子结构与性能的关系

聚氨酯分子结构与性能的关系

聚氨酯分子结构与性能的关系聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成,是一种嵌段聚合物。

一般长链二元醇构成软段,而硬段则是由多异氰酸酯和扩链剂构成。

软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。

2.3.1 影响性能的基本因素聚氨酯制品品种繁多、形态各异,影响各种聚氨酯制品性能的因素很多,这些因素之间相互有一定的联系。

对于聚氨酯弹性体材料、泡沫塑料,性能的决定因素各不相同,但有一些共性。

2.3.1.1 基团的内聚能聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。

聚氨酯的性能与其分子结构有关,而基团是分子的基本组成成分。

通常,聚合物的各种性能,如力学强度、结晶度等与基团的内聚能大小有关。

聚氨酯分子中,除含有氨基甲酸酯基团外,不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。

各基团对分子内引力的影响可用组分中各不同基团的内聚能表示,有关基团的内聚能(摩尔内能)见表2-11。

酯基的内聚能高,极性强。

因此聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型,聚氨酯-脲的内聚力、粘附性及软化点比聚氨酯的高。

聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子内的吸引力有关,这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关,也即与基团种类及密集程度有关。

2.3.1.2 氢键氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和含H原子的基团之间,与基团内聚能大小有关,硬段的氨基甲酸酯或脲基的极性强,氢键多存在于硬段之间。

据报道,聚氨酯中的多种基团的亚胺基(NH)大部分能形成氢键,而其中大部分是NH与硬段中的羰基形成的,小部分与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的。

与分子内化学键的键合力相比,氢键是一种物理吸引力,极性链段的紧密排列促使氢键形成;在较高温度时,链段接受能量而活动,氢键消失。

氢键起物理交联作用,它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。

氢键越多,分子间作用力越强,材料的强度越高。

有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究

有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究

有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究摘要:聚氨酯在日常生活中应用广泛,由于其原料组成的多样性与配比组合的复杂性,使得做出的成品具有各种不同的性能。

因此能适应各种不同的环境。

但聚氨酯本身的韧性差,抗拉强度低,耐老化、耐化学性差,在实际应用中受到一些限制。

因此需要对聚氨酯进行改性,其中有机硅改性聚氨酯弹性体具有较高的强度,弹性以及耐高温耐老化性,硬度范围容易调节,可从邵o硬度到邵D硬度跨度,也因此具有优异的耐磨性能。

本文主要对有机硅改性聚氨酯弹性体进行制备,并对其力学性及耐热性进行分析,希望对相关从业人员的工作有一定的参考作用。

关键词:有机硅改性聚氨酯弹性体;制备;力学性能耐热性引言:有机硅高分子在当前的聚氨酯弹性体的制备中较为常见,其主要的特点就是在使用的过程中,分子间的作用力比较小,原因是因为其自身的Si-O-Si重复单元结构,这种结构本身具备较为稳定的性能,因此使用这种原料合成的聚合物材料本身的耐热性和稳定性都比较好,但是有机硅高分子本身的力学性能比较低,因此在使用的时候,需要采用填料以及硫化等方式,对其进行一定的强化,虽然其强度在这样的制造过程中有了一定的提升,但是在实际的使用中,其拉伸的强度依旧比较低,所以针对这个部分,必须使用一定的改善方法,才可以让其能够达到使用的需求,完成当前的使用标准。

1.有机硅改性聚氨酯合成方法1.NCO封闭的预聚体合成在本次的合成中,主要使用的方式就是在装有氨气导管,恒压滴液漏斗,回流的冷凝装置等等,在机械搅拌的烧瓶中,按照比例加入相关的MDI,羟丙基PDMS,在氨气的保护下,主要在温度范围70-90℃之间进行反应操作,并且每隔一个小时,就需要对体系中的NCO含量进行监测,让其能够保持稳定后,停止改工作,最终得到NCO分段预聚体。

1.预聚体扩链在实施的过程中,首先应该将温度设置在70℃,按照上述(一)步骤中的产物,加入一定的溶剂进行稀释,一般采用的漏斗主要是预聚体溶液中用两到三秒的时间,进行滴加试剂,最终将实际的扩链剂(BDO)、一段酸亚西缓和溶液进行一到五个小时的反应之后,用红外线对产物进行检测,直到其中的NCO峰小时候,停止进行反应,需要进行一定黏度的产物,并且将长夜溶剂导入四氟模具致中和,在室温下进行固化,一般情况下需要进行12个小时左右的时间,才可以完成固化的过程,完成固化之后,放入一定温度的真空干燥箱中进行干燥,到达恒重的条件,完成本次的制作,在室温下放置一周以后,对其力学的性能进行测试,完成本次的制作过程。

聚氨酯弹性体的热稳定性及改进措施

聚氨酯弹性体的热稳定性及改进措施

聚氨酯弹性体的热稳定性及改进措施01 引言聚氨酯弹性体通常有聚醚/聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂制得。

分子间存在的大量氢键,赋予软段硬段聚集而形成微相分离结构,使弹性体具有强度高、韧性好、耐磨、耐油等优异综合性能,广泛用于工业各个领域,并被誉为“耐磨橡胶”。

但由于聚氨酯弹性体分子中含有脲基甲酸酯、缩二脲、醚、酯等基团,使弹性体在高温下易发生软化、分解等物理或化学变化,机械性能急剧下降。

普通弹性体只能在80℃ 以下长期使用。

聚氨酯弹性体的耐热性大致可由其本身的软化温度和热分解温度来衡量,而热分解过程又往往与其他降解过程(如氧化、水解、溶解等)同时进行,且互相促进。

对这些现象进行分析并提出相应的改进措施。

02 软化聚氨酯弹性体像许多高分子聚合物一样,高温下软化,由弹性态转变成粘流态,机械强度迅速下降。

从化学角度来分析,弹性的软化温度主要取决于本身的化学组成、相对分子质量和交联密度等因素。

一般来说,增大相对分子质量、提高硬段刚性(如分子中引入苯环)和硬段含量、增大交联密度等,均有利于软化温度的提高。

对于热塑性弹性体,分子结构以线性为主,提高相对分子质量时弹性体软化温度也随之提高。

对于交联型聚氨酯弹性体,交联密度比相对分子质量影响更大。

所以能制造弹性体时,增加异氰酸酯或多元醇的官能度,使弹性体分子中部分形成热稳定的网状化学交联结构,或采用过量的异氰酸酯比率,在弹性体中形成稳定的异氰酸酯交联结构是提高弹性体耐热性、溶剂性和机械强度的有力手段。

当原料选用PPDI(对苯二异氰酸酯)时,由于2个异氰酸酯基团直接连在苯环上,在形成的硬段中具有较高的苯环含量,提高了硬段的刚性,从而提高弹性体的耐热性。

从物理角度分析,弹性体软化温度取决于微相分离程度。

据报道,不发生微相分离的弹性体软化温度很低,其加工温度只有70℃左右,而发生微相分离的弹性体则可达130~150℃ 。

所以,增加弹性体的微相分离程度,是提高弹性体耐热的有效方法之一。

聚氨酯胶粘剂

聚氨酯胶粘剂

聚氨酯胶粘剂聚氨酯胶粘剂,是一种常用于工业生产和家居维修中的胶粘剂。

它由聚氨酯树脂、硬化剂、填料等组成,具有良好的粘附性、耐高温性和耐候性。

聚氨酯胶粘剂的应用范围广泛,包括汽车、船舶、建筑、电子设备、家具等领域。

聚氨酯胶粘剂具有以下特点:1. 粘附性强:聚氨酯胶粘剂可以实现多种材料的粘接,包括金属、塑料、橡胶、木材等。

其强大的粘附力能够确保接合部位的牢固性和耐久性。

2. 耐高温性:聚氨酯胶粘剂在高温环境下也能保持较好的粘附性能,不会因高温而失效。

这使得它适用于一些高温工作环境下的粘接任务。

3. 耐候性好:聚氨酯胶粘剂具有良好的耐候性,能够在户外环境中长时间使用而不受到紫外线、雨水等自然环境因素的影响。

4. 加工性佳:聚氨酯胶粘剂在使用时具有较长的开放时间,便于操作和调整。

同时,它的粘结速度适中,可以让用户有足够的时间对接合部位进行调整和定位。

聚氨酯胶粘剂在不同领域有着广泛的应用。

在汽车行业中,它被用于车身板金、挡风玻璃和车灯等部件的粘接。

聚氨酯胶粘剂的高强度和耐候性使得车辆在恶劣环境下仍能保持稳固的结构。

在船舶建造中,聚氨酯胶粘剂被广泛应用于船体板材和船舶附件的粘接。

其高粘附力和良好的耐氧化性能能够确保船舶结构的稳定性和耐久性。

在建筑行业中,聚氨酯胶粘剂用于粘接和密封建筑材料,如门窗、玻璃幕墙等。

其耐候性和抗紫外线性能能够确保建筑物长期使用而不出现漏水和渗透问题。

在电子设备制造中,聚氨酯胶粘剂用于粘接电路板、固定元件等。

其粘附力和耐高温性能能够确保电子设备的稳固性和可靠性。

在家具制造中,聚氨酯胶粘剂被用于粘接家具板材和衔接部位。

其坚固的粘附力和耐用性使得家具在使用过程中不易出现开裂、变形等问题。

聚氨酯胶粘剂的使用步骤如下:1. 表面处理:将待粘接的表面清洁干净,去除油污和杂质,确保粘接面光滑。

2. 配比混合:按照胶剂的配比要求,将聚氨酯胶粘剂和硬化剂混合均匀。

注意不要超过胶剂的有效使用时间。

3. 涂布粘接:将混合好的胶粘剂均匀涂布在粘接面上,并使用适当的装配工具进行定位和压实。

提高聚氨酯耐温性

提高聚氨酯耐温性

提高聚氨酯耐温性聚氨酯弹性体是以二异氰酸酯和低聚物多元醇为基本原料聚合而成的高分子材料,具有机械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能,但其使用温度一般不超过80℃,100℃以上材料会软化变形,机械性能明显减弱,短期使用温度不超过120℃,严重限制了其广泛应用。

因此,许多研究机构及学者对聚氨酯弹性体耐热形变性能进行了研究,并制备了许多耐热性能优良的材料,使其在较高的温度下具有较好的机械性能。

但是聚氨酯弹性体结构的复杂性,影响其耐热形变因素很多。

作者从低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂、聚合工艺条件、引入分子内基团、加入填料、与纳米材料复合等方面综述了弹性体耐热性的影响因素。

1原料对聚氨酯弹性体耐热性影响聚氨酯弹性体由软段(低聚物多元醇,主要分为聚酯型、聚醚型和聚烯烃型多元醇等)和硬段(二异氰酸酯和扩链剂)组成。

低聚物多元醇的相对分子质量是多分散的,而多异氰酸酯往往是多种异构体的混合物,异构体的存在会破坏硬段的规整性,使得弹性体的耐热性降低。

严格控制原料的纯度,降低缩二脲和脲基甲酸酯等热稳定性差的基团的摩尔分数,可以提高弹性体耐热性。

低聚物多元醇不同结构的低聚物多元醇与相同异氰酸酯反应生成的氨基甲酸酯,其热分解温度相差很大,伯醇最高,叔醇最低,这是由于靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易断裂的缘故。

由于酯基的热稳定性比较好,而醚基的碳原子上的氢容易被氧化,所以聚酯型聚氨酯耐热性能比聚醚型聚氨酯好。

由聚酯所制备的聚氨酯,聚酯类型的不同对热性能几乎没有太大的影响。

对于聚醚型聚氨酯,聚醚的类型对其耐热性能有一定的影响,如由甲苯二异氰酸酯(TDI)、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)分别与聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)所制备的聚氨酯,放入121℃环境下老化7天后,二者的拉伸强度存在明显差别,前者室温下拉伸强度保留率为44%,而后者保留率为60%。

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提高聚氨酯耐温性聚氨酯弹性体是以二异氰酸酯和低聚物多元醇为基本原料聚合而成的高分子材料,具有机械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能,但其使用温度一般不超过80℃,100℃以上材料会软化变形,机械性能明显减弱,短期使用温度不超过120℃,严重限制了其广泛应用。

因此,许多研究机构及学者对聚氨酯弹性体耐热形变性能进行了研究,并制备了许多耐热性能优良的材料,使其在较高的温度下具有较好的机械性能。

但是聚氨酯弹性体结构的复杂性,影响其耐热形变因素很多。

作者从低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂、聚合工艺条件、引入分子内基团、加入填料、与纳米材料复合等方面综述了弹性体耐热性的影响因素。

1原料对聚氨酯弹性体耐热性影响聚氨酯弹性体由软段(低聚物多元醇,主要分为聚酯型、聚醚型和聚烯烃型多元醇等)和硬段(二异氰酸酯和扩链剂)组成。

低聚物多元醇的相对分子质量是多分散的,而多异氰酸酯往往是多种异构体的混合物,异构体的存在会破坏硬段的规整性,使得弹性体的耐热性降低。

严格控制原料的纯度,降低缩二脲和脲基甲酸酯等热稳定性差的基团的摩尔分数,可以提高弹性体耐热性。

1.1低聚物多元醇不同结构的低聚物多元醇与相同异氰酸酯反应生成的氨基甲酸酯,其热分解温度相差很大,伯醇最高,叔醇最低,这是由于靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易断裂的缘故。

由于酯基的热稳定性比较好,而醚基的碳原子上的氢容易被氧化,所以聚酯型聚氨酯耐热性能比聚醚型聚氨酯好。

由聚酯所制备的聚氨酯,聚酯类型的不同对热性能几乎没有太大的影响。

对于聚醚型聚氨酯,聚醚的类型对其耐热性能有一定的影响,如由甲苯二异氰酸酯(TDI)、3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)分别与聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)所制备的聚氨酯,放入121℃环境下老化7天后,二者的拉伸强度存在明显差别,前者室温下拉伸强度保留率为44%,而后者保留率为60%。

低聚物多元醇相对分子质量或分子链长对聚氨酯热降解的特征分解温度没有明显的影响,刘凉冰研究了聚酯型和聚醚型聚氨酯的降解机理,并分析了影响其耐热性的因素,得出聚酯型聚氨酯弹性体耐热性能优于聚醚型的结论。

1.2异氰酸酯硬段是影响聚氨酯弹性体耐热性能的主要结构因素。

硬段的刚性、规整性、对称性越好,其弹性体的热稳定性亦越高。

硬段质量分数增加,形成较多的硬段有序结构和次晶结构,使两相发生逆转,硬段相成为连续相,软段分散在硬段相中,从而提高了高温下弹性体的拉伸强度和耐热性。

从分子结构上看,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDl)与TDI分子结构类似,均含有NCO基和苯环结构,但是由于结构简洁性、刚性、规整度和对称性较弱,导致其弹性体的微相分离程度不够,制得的弹性体热稳定性均一般。

一般情况下,异氰酸酯纯度越高,异构体越少,生成的聚氨酯弹性体规整度、对称性越高,耐热性越好。

结构规整的异氰酸酯形成的硬链段极易聚集,提高了微相分离程度,硬段间的极性基团产生氢键,形成硬段相的结晶区,使整个结构具有较高的熔点。

如1,5-萘二异氰酸酯(NDl)由于具有芳香族的萘环结构,分子链高度规整,合成的弹性体具有优异的性能。

甄建军等以NDI 和TDI分别与聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)合成了聚氨酯弹性体,通过热失重分析发现,NDI型聚氨酯弹性体的热分解温度比TDI 型聚氨酯弹性体高,另外通过不同温度下弹性体的力学性能高温保持率对比表明,NDI型聚氨酯弹性体的耐热性能优于TDI型聚氨酯弹性体。

由对苯二异氰酸酯(PPDl)制备的PPDI型弹性体,由于PPDI的结构规整性,耐热性比MDI、TDI型弹性体优数倍。

而1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)也由于其分子结构简洁、高度对称和规整,结晶性强,制成的弹性体具有极好的相分离度。

李汾,等将CHDI型聚氨酯弹性体与MDI、PPDI、亚甲基二环己基-4,4’,-二异氰酸酯(HMDl)制成的聚氨酯弹性体的主要物性进行了对比。

结果表明,CHDI型聚氨酯弹性体在较低的硬段含量下就具有较高的硬度,比MDI型、HMDI型,甚至比PPDI型弹性体具有更好的高温力学性能。

另外,异氰酸酯过量的前提下加入三聚催化剂或进行后硫化的工艺措施,可在弹性体中形成稳定的异氰酸酯交联,从而使弹性体的耐热性能提高。

1.3催化剂脂环族异氰酸酯反应活性较低,反应体系须加催化剂,以促进反应按预期的方向和速度进行。

最有实用价值的催化剂是有机金属化合物,高分子的有机羧酸、叔胺类化合物也对异氰酸酯的化学反应有很好的促进作用。

张晓华,等以PTMG、异佛尔酮二异氰酸酯(1PDl)、1,4-丁二醇(BDO)和不同,的催化剂异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡及助催化剂K合成了透明聚氨酯弹性体,研究了催化剂种类对该弹性体的力学性能、光学透明性、反应程度和热稳定性的影响。

结果表明,采用复合催化剂异辛酸亚锡及其助催化剂K,由于助催化剂K能够吸收NCO基与水反应放出的CO2和有利于交联键的形成,因而制备的聚氨酯弹性体具有较好的综合力学性能和优良的热稳定性。

1.4交联剂聚氨酯弹性体的优良特性与其物理交联和化学交联结构密切相关。

物理交联指的是硬段间及硬软段间形成的氢键作用;化学交联指的是交联剂所形成的分子间的共价交联键。

化学交联的产生阻碍了软段的活动性,这样,构成晶格点阵的空间自由度减少,不利于软段结晶,妨碍硬链段间彼此靠拢,静电作用减弱,氢键难以形成,从而使微相分离程度降低。

张晓华,等采用一步法以异佛尔酮二异氰酸酯、聚氧四亚甲基二醇、1,4-丁二醇和聚氧化丙烯三醇(N3010)为原料合成了透明聚氨酯弹性体,通过DSC、FT-IR、TG等方法研究了物理交联和化学交联对聚氨酯弹性体的力学性能、光学透明性和热稳定性的影响。

结果表明,加入交联剂三元醇N3010,聚氨酯弹性体在硬段间形成交联,透光率、热稳定性和力学性能与未加交联剂的聚氨酯弹性体相比有明显提高。

1.5扩链剂扩链剂对耐热性的影响与其刚性有关。

一般来说,刚性链段含量越高,弹性体耐热性就越好。

黄志雄,等使用4,4’-二苯甲烷-5-马来酰亚胺与3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(BMI-MOCA)扩链剂,避免了MOCA的高活性,给浇注大型制品提供了有利条件,同时也很容易合成高硬度的聚氨酯弹性体。

由于引入BMI芳香环结构,刚性链段的相对提高,可明显地改善聚氨酯弹性体的热稳定性能。

另外,扩链剂氢醌双羟乙基醚(HQEE)是一种新型无毒扩链剂,可以代替MOCA,有许多优点,广泛应用于聚氨酯弹性体中,能提高聚氨酯耐热性、抗撕裂强度和胶料贮存稳定性。

2聚合工艺条件对弹性体耐热性影响脲基和氨基甲酸酯基的热稳定性大于脲基甲酸酯和缩二脲的热稳定性,这说明增加弹性体分子中脲基和氨基甲酸酯基的摩尔分数,减少脲基甲酸酯基、缩二脲基团的摩尔分数,可以提高弹性体的热稳定性,即严格控制工艺条件,特别是反应物的用量和纯度,使反应尽可能多生成脲基和氨基甲酸酯基,对改善弹性体的耐热性具有重要意义。

用二胺扩链硫化生成脲基、控制NCO基与脲基反应生成缩二脲及使用芳香族二异氰酸酯等可以有效的提高聚氨酯弹性体耐热性。

聚氨酯的反应一般有一步法、预聚法和半预聚法等。

一步法比较简单,但产物分子结构往往不规整,性能较差,预聚法和半预聚法就要好一些。

德国专利报道采用半预聚法制得软化温度为147℃的聚氨酯弹性体。

另外,120℃左右的温度下4h以上的后硫化条件也可提高聚氨酯弹性体浇注胶的耐热形变性能.3改性对聚氨酯弹性体耐热性的影响3.1有机硅改性对弹性体耐热性影响有机硅具有独特的结构和极好的耐高低温及耐氧化性能、优良的电绝缘性和热稳定性、优良的透气性及生物相容性等,有机硅改性聚氨酯弹性体具有较高的耐热性,其热变形温度可达190℃。

其耐热性好的原因,一方面是在于Si02键热稳定性好,另一方面是以硅氧烷为主体的软段有很好的柔顺性,对微相分离有利。

Stanciu A等用聚己二酸L-醇酯二醇(PEGA)、端羟基的聚二甲基硅氧烷(PDMS-OH)、MDI 和顺丁烯二酸双甘油酯多醇制备了交联的聚酯-聚硅氧烷-聚氨酯弹性体,性能测试表明,PDMS-OH对最终材料的力学性质影响不大,但在低温下的稳定性和弹性提高,而且热稳定性更好。

文胜,等以末端基为羟基的聚二甲基硅氧烷(PDMS)与聚四氢呋喃醚二醇为混合软段合成出一系列含硅氧烷的聚氨酯弹性体,热重分析(TGA)表明,PDMS 的引入改善了传统聚氨酯弹性体的热稳定性。

3. 2引入分子内基团对弹性体耐热性影响聚氨酯弹性体的热分解温度主要取决于大分子结构中各种基团的耐热性。

软链段中如有双键,会降低弹性体的耐热性能,而引入异氰脲酸酯环和无机元素可提高聚氨酯弹性体的耐热性能。

在PU分子的主链上引入热稳定性好的杂环(如异氰脲酸酯环、聚酰亚胺环、恶唑烷酮环等)能明显提高聚氨酯弹性体的耐热性,18)。

脂肪族或芳香族多异氰酸酯的三聚体含有异氰脲酸酯环,该环具有优良的耐热性和尺寸稳定性,其制品可以在150℃下长期使用。

二羧酸酐和二异氰酸酯反应生成的聚酰亚胺具有不溶、耐高温特性,在PU中引入聚酰亚胺环可以提高聚氨酯弹性体的耐热性和机械稳定性。

环氧基与异氰酸酯在催化剂存在下反应生成的恶唑烷酮化合物热稳定性好,热分解温度超过300℃,玻璃化转变温度达150℃以上,明显高于普通聚氨酯弹性体的玻璃化转变温度。

3.3与纳米粒子和填料复合对弹性体耐热性的影响纳米材料是"21世纪最有前途的材料”,聚合物基纳米复合材料是指其分散相的尺寸至少有一维在纳米级范围内。

纳米粒子因独特的性能,与聚氨酯弹性体复合使其机械性能得到明显提高,而且可以增加弹性体的耐热性和抗老化等功能特性。

纳米粒子与弹性体复合是目前值得研究与开发的新型复合材料体系。

GilmanJW,等通过对聚氨酯-蒙脱土纳米复合材料X射线衍射结果表明,蒙脱土以平均层间距不小于415nm的宽分布分散在聚氨酯基体中,蒙脱土中的硅酸盐起到了隔热作用,可以有效提高复合材料的耐热性。

ZhuY等利用聚氨酯弹性体和无机粒子-纳米SiO2的优异综合性能,用溶胶凝胶法制备了SiO2聚氨酯弹性体纳米复合材料。

实验结果表明,纳米SiO2的填加可明显提高聚氨酯弹性体基体的力学性能,对其耐热性能也有一定的改善。

碳酸钙、炭黑、石英石、碳纤维、玻璃纤维、尼龙、固化树脂颗粒等填料也可提高聚氨酯弹性体的耐热形变性能。

杜辉,等研究了不同无机类填料对聚氨酯弹性体机械性能和耐热性能的影响,结果表明,微米级无机填料改性聚氨酯弹性体的机械性能和耐热性能要明显优于普通聚氨酯弹性体。

4结束语改善聚氨酯弹性体耐热形变性能的方法多种多样,在实际应用中要根据产品性能指标和工艺要求进行合理选择,确定可行工艺路线。

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