不同无机填料在聚氨酯弹性体中的性能对比
【开题报告】无机填料填充的热塑性弹性体聚氨酯阻尼材料研究
开题报告高分子材料与工程无机填料填充的热塑性弹性体聚氨酯阻尼材料研究一、选题的背景和意义随着日益加快的工业化进程,有关振动和噪声的问题越来越严重,人们对所处的工作和生活环境提出了更高的要求,简单而且传统的措施已满足不了人们的需要,人们希望找到一个解决问题的方法,即寻找新型高阻尼材料,能在发生源处将振动和噪声阻隔掉。
阻尼材料是一种能吸收振动机械能并有效的将其转化为热能而耗散掉的功能材料,阻尼减振防噪技术是利用阻尼材料在变形时把机械能转变成为热能的原理,降低材料结构共振振幅,增加其疲劳寿命和降低其结构噪声。
目前各类阻尼材料已广泛应用于汽车、舰船、飞机、导弹、卫星等许多高科技领域。
本课题是以宽温域、高阻尼为目的,研究共混条件对材料阻尼性能的影响。
聚氨酯材料之所以非常适合用作宽温域阻尼材料,是因为聚氨酯的玻璃化温度Tg较低,如果与Tg较高的聚合物混合,形成后的阻尼材料最高使用温度能达到100℃甚至以上。
如何制备宽温域高阻尼强度的聚氨酯阻尼材料,一方面是要增大分子间滑移时的摩擦,使其受到外力的影响下,能量以更多的热能的形式耗散掉,另一方面混合各种不同Tg无机填料的共混,提高其温域,从而制备高性能聚氨酯阻尼材料。
本课题选用加入多种无机填料对聚氨酯进行共混改性,并进行横向比较,最终会确定并获得性能最佳阻尼聚氨酯弹性体材料的工艺和路线。
二、研究目标与主要内容将云母粉、二氧化硅粉、石棉粉、滑石粉通过熔融共混与聚氨酯形成聚合物,其中每组无机填料的含量都不相同,以调节无机填料的比例来达到制备出宽温域高阻尼强度的聚氨酯阻尼材料。
1、实验方法常用的提高阻尼性能的方法主要有两类:一是改变高聚物的大分子结构。
通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构,调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不同配比;二是采用高分子共混技术、互穿聚合物网络(IPN)技术可以通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分子共混物组分间的相容性,拓宽阻尼温域。
本课题采用高分子共混技术选择适当的无机填料与聚氨酯熔融共混,通过增大高分子聚合物与填充物的相互作用,当分子链段运动时,会增加体系的内摩擦力,使其在受到外力的影响下,能量以更多的热能的形式耗散掉,无机填料的Tg较聚氨酯的高的多,它们混合后会制备出宽温域聚氨酯阻尼材料。
无机填料对聚氨酯仿瓷砖性能的影响
最 大断裂指数 为 5 0 MP a和 3 5 MP a , 最 小耐磨损 体积 分别 为 2 8 9 m m 和 4 4 5 mi l l , 最 小吸水 率为 0 . 9 5 %和 0 . 8 5 % 。粉 煤
t h e i r me c h a n i c a l p e r f o r ma n c e t e s t a n d SE M s c a n n i n g a n a l y s i s . Re s u l t s s h o w t h a t t h e ma x i mal r u p t u r e mo d u l u s o f f l y a s h a n d Ca CO3 f i l l e d i mi t a t i o n t i l e o f 3 3 0 0 N a n d 2 3 0 0 N,t h e ma x i ma l d a ma ge s t r en g t h o f 5 0 MP a a n d 3 5 Mp a,t h e mi n i ma 1
wh e n f i l l i n g c o n t e n t a n d f 0 r mi n g s t r e n g t h a r e 7 2 % 一7 8 % a n d 2 1~1 0 9 MP a. Th e s y n t h e t i c a l e n h a n c e me n t e f f e c t o f f l y a s h i s b e t t e r t h a n t h a t o f Ca CO3 . K e y w or d s: p o l y u r e t h a n e;i mi t a t i o n t i l e;f l y a s h;Ca CO3
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类有多种,常见的包括:
1. 磷系阻燃剂:如三聚磷酸酯、聚磷酰胺等,可以起到阻燃和炭化层的作用。
2. 溴系阻燃剂:如六溴环十二烷、六溴联苯等,有较好的阻燃效果,但部分溴系阻燃剂可能存在环境和健康问题。
3. 氮系阻燃剂:如氢化铝酸铵、氢氧化铝等,通过氮气气体形式来稀释和抑制燃烧过程。
4. 氧系阻燃剂:如磷氧扩展剂、聚磷腈等,通过在燃烧货物表面产生活性氧,抑制和缓慢燃烧。
5. 硅系阻燃剂:如有机硅耐火树脂,可以形成保护层来减缓燃烧速度。
6. 铝系阻燃剂:如氢氧化铝、铝氢氧化盐等,经热分解可释放铝氧化物,形成熔融层来阻挡燃烧。
以上是常见的几种聚氨酯阻燃剂,不同种类的阻燃剂适用于不同的燃烧材料和各种需求。
除了上述提到的常见的聚氨酯阻燃剂,还有一些其他种类的聚氨酯阻燃剂,包括:
7. 氧化铝:氧化铝是一种无机阻燃剂,通过吸收热量并形成熔融层来阻挡燃烧。
8. 阻燃填料:聚氨酯中添加阻燃填料,如硅酸盐纤维、无机纤维等,可以提升阻燃性能。
9. 碳纳米管:碳纳米管具有良好的导电性和导热性,可以在燃烧过程中吸收并释放热能,起到阻燃效果。
10. 碳黑:碳黑是一种常见的填充剂,用于提高聚氨酯的阻燃性能。
11. 硼酸盐:硼酸盐是一种无机阻燃剂,含有的硼元素可以有效抑制燃烧。
12. 阻燃涂层:聚氨酯表面涂覆阻燃涂层,如阻燃涂料,可以提高其阻燃性能。
这些聚氨酯阻燃剂可以根据具体的应用需求进行选择和使用,以提供所需的阻燃效果。
聚氨酯弹性体及橡胶性能对照
高聚物的热稳定性可用软化温度和热分解温度来衡量。一般情况下,聚氨酯弹性体的热分解温度要低于软化温度。一般来说,聚酯型聚氨酯弹性体耐热性比聚醚型聚氨酯弹性体要好;对于芳族二异氰酸酯来说,其耐热顺序为PPDI>NDI>MDI>TDI。
3、低温性能与结构的关系
高聚物的低温弹性通常用玻璃化温度和耐寒系数衡量(或脆化温度)。一般情况下,聚醚型聚氨酯弹性体的低温柔顺性比聚酯型的要好。
聚氨酯弹性体是在固体状态下使用,在各种外力作用下所表现的机械强度是其使用性能最重要的指标。一般来说,聚氨酯弹性体和其它高聚物一样,其性能与分子量、分子间的作用力、链段的韧性、结晶倾向、支化和交联,以及取代基的位置、极性和体积大小等因素有着密切的关系,但是,,聚氨酯弹性体与烃系(PP、PE等)高聚物不同,其分子结构是由软段(低聚物多元醇)和硬段(多异氰酸酯、扩链交联剂等)嵌段而成的,在其大分子之间,特别是硬链段之间的静电力很强,而且常常有大量的氢键生成,这种强烈的静电力作用,除直接影响力学性能外,还能促进硬链段的聚集,产生微相分离,改善弹性体的力学性能和高低温性能。
聚氨酯滚筒主要性能为耐磨耐油,橡胶制品通常比聚氨酯耐温性都高,丁氰橡胶可耐120度以上,而三元乙丙橡胶能耐150度,硅橡胶可耐150-200度,而进口硅橡胶更可达到250度-300度,当然价格会更高。
可以通过计算永胶量来确定单价
用胶量=体积*比重,计算体积时包胶尺寸单边放大7mm,因为包胶后,要对外园进行加工研磨,必须留足够的余量。比重:橡胶一般按1.3-1.35计算,而聚氨酯一般按1.15-1.25计算,普通传动滚筒输送滚筒按1.15计算,耐油耐溶剂滚筒氨1.25计算。
聚氨酯弹性体能否具有可逆结晶,主要取决于软链段的极性、分子量、分子间力和结构的规整性。聚酯的分子极性和分子间力大于聚醚,所以聚酯型聚氨酯弹性体的机械强度大于聚醚型聚氨酯弹性体;软链段中的侧基会使结晶性降低,从而会降低制品的机械性能。
浇注聚氨酯弹性体特性及其影响因素
浇注聚氨酯弹性体性能影响因素一、聚醚多元醇1、聚醚多元醇当量聚醚多元醇当量的大小直接关系到成型后分子链中硬段的含量,从而影响材料的硬度、拉伸强度和断裂伸长率。
聚醚多元醇当量增加,硬度下降,拉伸强度减小,伸长率增加。
2、聚醚多元醇支化度支化度增加,制品的交联密度增大,交联点间的分子量减小。
制品的硬度升高,脆性增加,冲击强度减小,耐热性增加。
二、异氰酸酯的影响反应活性液化MDI>粗MDI>TDI,粗MDI的支化度为2.7, TDI为2,液化MDI为两者之间,故不同异氰酸酯制得的CPU的硬度为粗MDI>液化MDI>TDI,冲击强度为粗MDI<液化MDKTDI,耐热性能PPDI>ND l>MDI>TD。
MD I/BDO体系与TD I/MOCA体系(邵氏D硬度为50)相比,反应过程中粘度增加较快。
这两种聚合物体系的粘度与时间关系是MDI体系粘度增长较TDI体系快,“釜中寿命”(可操作性)较TDI体系短,因此,MDI体系浇注大型复杂制品的能力低于TD体系。
三、交联剂的影响MDI 型预聚物多用二醇做扩链剂;TDI 型多用二胺类扩链剂。
聚氨酯弹性体性能影响因素1、机械强度聚酯型高于聚醚型胺类交联高于二醇交联有填料(炭黑)的高于无填料的2、耐热性能各基团的热分解温度:脲基氨基甲酸酯脲基甲酸酯缩二脲260 C 241 C 146 C 144 C耐热性能PPDI>ND l>MDI>TDI ,聚醚分子链中有双键耐热性差,有无机填料耐热性好。
3、低温性能聚醚型优于聚酯型,最低在-70~-80 C。
4、耐水性能(1) 聚氨酯制品易吸水,吸水率在2%以内。
吸水后的制品拉伸强度均会有所下降(10%~20%)。
(2) 水降解。
MDI、NDI型比TDI型耐水解,二醇交联比二胺交联耐水解。
水解稳定性顺序:丁二烯多兀醇>醚基〉氨基甲酸酯基>脲基〉缩二脲基、脲基甲酸酯>酯基。
《山西化工》2011年第1期~第6期总目次
4 郑桂芬 6 — 1 7 武子元 , 贺增弟 6 一 l
综 述 与 论 坛
N 乙基咔唑合成 工艺 的研究进展 一 国内溴化聚苯乙烯阻燃剂合成技术进 展 我国燃煤 s 污染现状及控制对策 0
氮杂环丙烷 开环反应 的研究进展 P 催化芳基重氮盐的 S zk 偶联反应研究进展 d uui 计算化学在多孔储氢材料研究中的应用 变燃速发射药的研究进展 孙 卜 , 昆 曹桂荣 , 李 李彦威 , 严旭影 , 李 梁建明 , 日光 , 章 赵
— —
推进新 型煤 化工产业 发展
张莉萍 1 0 — 1
山西化 工“ 十一五” 回顾 和“ 十二五” 展望
科 研 与 开发
半焦 的高 温活化 改性 管道修 复用 聚氨 酯胶 粘剂 的研 制
7 朱 永生 , 曹俊 昌, 婷 , 郭 等 1— 0
亢小丽 , 云翠 , 杨 郭 田艳青 , 张 侃, 章
相转 移催化 合成 对苄氧基 苯 甲腈的研究
球磨 法制备 超细镍粉及其表征 张
谌
聪, 程
1 原 2 — 1
3 涛, 王保 国 , 陈亚芳 , 2 一 l 等
R X A / IS 2 D / P A/i 亚微米复合含 能材料 的制备 与表 征 O
石墨/ S复合材料的制备与表征 P TA N Z溶析结 晶动 力学研究 液相沉淀法制备 超疏水纳米 白炭黑 碳分子筛 吸附氯气 的性 能研究 淀粉/ 丙烯酸/ V P A互 穿网络高 吸水性树脂 的合成 甲磺酸 帕珠沙星 的合成 双马来酰亚胺树脂反应性 和黏 度特性 的研究 单宁酸及其复配 物的阻垢性 能研究 甘氨酸- 亚磷酸二 甲酯法合成草甘膦 的研究 环 己烯绿色合成 己二酸 . 氧化锌精脱硫剂加压浸渍制各参数 的优化 纳米 SO 杂化粒子的制备及其性能研究 i: 溶胶- 凝胶法制备纳米 c A c l0 .
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、聚氨酯弹性体的基本概念与性能特点 (5)2.1 基本概念 (6)2.2 性能特点 (7)三、聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能理论基础 (8)3.1 老化机理 (9)3.2 老化影响因素 (10)四、聚氨酯弹性体在自然环境条件下的老化性能 (11)4.1 高温环境 (13)4.2 低温环境 (14)4.3 湿热环境 (15)4.4 其他环境因素 (16)五、聚氨酯弹性体在特殊环境条件下的老化性能 (17)5.1 紫外老化 (19)5.2 臭氧老化 (19)5.3 电离辐射老化 (20)六、聚氨酯弹性体老化性能改进方法 (21)6.1 材料选择与优化 (22)6.2 添加剂应用 (24)6.3 表面处理技术 (25)七、结论与展望 (26)一、内容概述本文档旨在研究和分析聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,以期为相关领域的科研人员和工程师提供有关聚氨酯弹性体的性能特点、老化过程及其对产品性能的影响等方面的科学依据。
通过对聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能进行系统的研究,可以为聚氨酯弹性体的生产、应用和维护提供有益的参考。
1.1 研究背景与意义随着科技的快速发展,聚氨酯弹性体(Polyurethane Elastomer)作为一种重要的高分子材料,因其独特的物理和化学性质,被广泛应用于汽车、建筑、航空航天、电子电气等多个领域。
在实际使用过程中,聚氨酯弹性体会受到多种环境因素的影响,如温度、湿度、紫外线辐射、化学介质等,导致其性能逐渐下降,出现老化现象。
这不仅影响了聚氨酯弹性体的使用寿命,也给相关产业带来了不小的经济损失。
研究聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能,对于提高材料的使用寿命、推动相关产业的发展具有重要的理论与实际意义。
聚氨酯弹性体的应用广泛且深入,其性能的好坏直接关系到各行业的运行安全和产品质量。
聚氨酯的结构与性能解析
因此,交联、纳米SiO2保护膜有助于提高PU的 耐老化性能,同时需加入紫外吸收剂及抗氧剂以 提高其耐老化性能。
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2.5.1
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2.5.2
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2.5.3
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5
软段(Tg低于室温,较长)
主要影响弹性和低温性能, 对硬度、撕裂强度和模量也有重要作用;
硬段
主要对产品模量、硬度和撕裂强度影响大, 且决定该聚合物材料的最高使用温度。
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6
硬段氢键
存在着氨基甲酸酯、脲等高极性基团 能提供质子的仲氨基基团 能接受质子的羰基基团
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2.1.1
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10
由于FPUE的硬段间的强氢键作用和偶极效应,使 得微区中部分链段排列有序形成微晶结构;
随着硬段含量的提高,Tg逐渐升高,FPUE的耐寒 性能逐渐降低,而耐热氧化性逐渐提高。
CF3
H2N
O
C
O
NH2
CF3
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软-硬段氢键
醚氧基 羰基
均能接受质子,与仲氨基形成氢键
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7
氢键的形成使硬段间彼此聚集,形成许多微区, 均匀地分散于软段基体中,成为一种不连续的微 相结构。
它们类似填料颗粒,对软段基质起到补强作用。
硬-软段间氢键的形成,使硬段不同程度地渗入软 段基质,降低其纯度,限制其活动性,显著提高 软段的T g,且随氢键化程度的提高而升高。
不同填料对聚氨酯及其复合材料性能的影响
不同填料对聚氨酯及其复合材料性能的影响王辉;沈帆;彭家顺;梅端【摘要】研究了玻璃钢粉末、聚乙烯微粉、碳酸钙粉末、中空玻璃微珠等填料对改性聚氨酯树脂的填充效果,通过比较树脂浇铸体的拉伸和弯曲性能,说明玻璃钢粉末作为填料时树脂各项性能达到最优。
结果还表明:随着玻璃钢粉末质量分数的增加,聚氨酯及其复合材料的弯曲性能表现出先增后减的趋势,其最佳填充量为10%。
为此有可能将玻璃钢粉末作为填料加入树脂中实现回收利用。
%The effects of fiberglass reinforced plastic powder, polyethylene powder, calcium carbonate and hollow glass beads on the mechanical properties of modified polyurethane were investigated. The comparison of the tensile and bending properties of resin casts showed that the resin performance was optimal when FRPP was used as the filler. The effects of FRPP content on the bending properties of the resin casts and composite materials were studied. The results showed that with the increase of FRPP content,the bending properties of polyurethane and its composites exhibited a trend of improving first and declining then,and that the best filling level was 10%. Thus it is concluded that FRPP can be added to resin as filler.【期刊名称】《玻璃纤维》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P6-9)【关键词】聚氨酯;复合材料;玻璃钢粉末;弯曲性能【作者】王辉;沈帆;彭家顺;梅端【作者单位】桂林供电局,桂林541000;国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,武汉430000;国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,武汉430000;国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,武汉430000【正文语种】中文【中图分类】TQ171.77+7.770 前言随着玻璃钢用量不断增加,其废弃物数量也急剧增加。
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%。
无机填料对聚氨酯弹性体性能影响的研究
无机填料对聚氨酯弹性体性能影响的研究摘要:采用聚醚-N220、聚醚-N210、甲苯二异氰酸酯(TDI)、无机填料等为原料合成了高温固化的聚氨酯弹性体。
在最佳的制备工艺条件下,研究了填料的种类对聚氨酯弹性体力学性能、玻璃化转变温度、耐热性能的影响。
关键词:聚氨酯弹性体;填料;力学性能;玻璃化转变温度;耐热性能The Effect of Different Fillers on Polyurethane Elastomers PropertiesBAI Qi-rong, KANGXiao-li(1. Taiyuan Plastic Research Institute, Taiyuan 030024, China;)Abstract:Polyurethane elastomer was synthesized through polyether-N220,-N210, toluene diisocyanate, inorganic fillers with high temperature curing. The effect of different fillers on polyurethane elastomer mechanical properties, glass transition temperature and heat resistance was mainly investigated.Key word: Polyurethane elastomer, filler, mechanical property, glass transition temperature, heat resistance.中图分类号:TB484.3文献标识码:A聚氨酯合成材料是具有独特性能的高分子化合物,它在工业和日常生活中有广泛的应用。
聚氨酯弹性体是聚氨酯合成材料中的一个品种,由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域,成为极具发展前景的合成材料制品。
不同无机填料对聚氨酯弹性体性能的影响
聚氨 酯 弹性体 ( U 是 一 种性 能 范 围较 宽 、 P E) 兼
性体 的质量增加 , 并且表面改性后 的无机填料 活性
比较 大 、 反应 快 , 会给 操 作 带 来 不便 , 也 从而 限制 无 机填 料填 充改 性 聚 氨酯 弹性 体 工业 化 生 产 的实 现 。 因此 , 文选 择市 场 上 价 格 较便 宜 、 本 生产 规 模 较 大 、 技 术趋 于成熟 、 已经 在橡 胶 工业 上 广 泛应 用 的微 米
1 l 试 剂 与仪 器
剥 于 工业 化 生 产 ’ 。近 年 来 , 面 改 性 技 术 发 展 表 较快 , 已应用 于各 个 领 域 。工 业 上 常 用 的对 无 机 粒
子 表 面改 性技术 有 表 面 物 理 吸 附 、 覆 改性 翻表 面 包 化 学 改性 。对无 机 填 料 表 面进 行 改 性 , 可增 加 其
刘希斌 李 万捷 林殷 雷2 , ,
(. 1迪爱生( 太原 ) 油墨有限公 司, 太原 001 ;。 山西 3022 太原理工天学化学化工 学院 , 山西 太原 002 ) 304
摘 要: 以聚醚多元醇 和 T I 0为原料 , C D- 8 MO A为扩链 剂 , 填充不 同无机填 料 , 分别合 成填充 型聚氨 酯 弹性 体 , 研究 了不 同无机填料 对聚氨 酯弹性 体性 能的影 响。采用差 示扫描 量热 分析 ( S 、 D C) 热 重 分析 ( O) x射线衍射 ( n 、 T 、 x n) 红外光谱 ( TI ) 力学性 能等测试 方法 对填充 型聚氨 酯弹性 F .R 及 体 的结构 与性 能进行 了表 征和分析 。结果表明 , 3种无 机 填料对 聚氨酯 弹性体都 有增强 作用。其 中, 高岭土的增强作用效果最好 ; 质量分数为 5 强的高蛉土 、% 滑石粉积 3 5 %碳 酸钙 的聚氨酯弹性
丁苯橡胶对两种聚氨酯弹性体耐热性提高的研究
2 .C h i n a P e t r o l e u m P l a n n i n g& E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e ,B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ,C h i n a )
第4 l 卷第 1 1 期 2 0 1 3年 1 1月
塑 料 丁 业
CH I NA P LAS TI CS I NDUS TRY ・7 9・
丁 苯 橡 胶 对 两 种 聚 氨 酯 弹 性 体 耐 热 性 提 高 的研 究 冰
张 敏 ,路润 峰 ,顾 利 民
( 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 7 1 0 0 2 1 ;2 . 中国石油规划总 院 ,北京 1 0 0 0 8 3 ) 摘要 :采用 丁苯橡胶对 聚醚型和聚酯型两种聚氨酯进 行 了密炼 共混 ,热压成 型。研究 了丁苯 橡胶 的不 同添加 量 、 少量无机填料对两种 聚氨酯 的耐热性以及其他性能 的影 响。结果表 明 ,丁苯橡胶 的加入使得两种聚氨酯 的耐 热性均有 提高 ,耐酸 、耐碱及耐水性没有太 大变化 ,但力学性能都有不 同程度 的降低 ;当在丁苯橡 胶和聚氨酯共混物 中加入少 量无机填料时 ,共混物 的力 学性 能又能大幅提高 ,共混物 的耐热性基本 没有 发生变化。
Abs t r a c t: T wo k i n ds o f po l y e t h e r a n d po l y e s t e r p o l y u r e t h a n e s we r e mi x e d wi t h s t y r e n e — b u t a di e n e ob r b e r b y h o t p r e s s i n g mo l d i ng . Th e e f f e c t s o f t he i r h e a t r e s i s t a n c e a n d o t h e r p r o p e r t i e s we r e s t u d i e d a c c o r d i n g t o d i f f e r e n t a mo u n t s o f s t y r e ne ’ b u t a d i e ne r u bb e r a nd a s ma l l a mo u n t o f i n o r g a n i c i f l l e r .T he r e s u l t s s h o we d t h a t t h e h e a t r e s i s t a n c e o f t h e t wo ki n ds o f p o l y u r e t h a n e i n c r e a s e d wi t h t h e a d di t i o n o f s t y r e n e 。 bu t a d i e ne r u b b e r . W hi l e t h e c ha ng e o f t he a c i d, a l k a l i a n d wa t e r r e s i s t a n c e wa s a l i t t l e. T he me c ha n i c a l p r o p e ti r e s we r e de c r e a s e d i n d i f f e r e n t d e g r e e . Wh e n a s ma l l a mo u n t o f i no r g a n i c f il l e r wa s a d de d i n t he b l e n d s. t h e me c h a ni c a l pr o pe ti r e s i n c r e a s e d s u bs t a n t i a l l y . Th e he a t r e s i s t a n c e we r e b a s i c a l l y n o c h a n g e . Ke y wor ds: T he r mo p l a s t i c Po l y u r e t h a n e; S t y r e n e — But a d i e ne Ru b b e r ; I n o r g a n i c Fi l l e r s; Bl e n ds ; He a t Re s i s t a n c e
白碳黑与三氧化铝填料对聚氨酯弹性体耐磨性的影响
2005年6月 云南化工 Jun .2005 第32卷第3期 Y unnan Che m ical T echno logy V o.l 32,N o .3白碳黑与三氧化铝填料对聚氨酯弹性体耐磨性的影响黎清宁,卢德宏,蒋业华,周 荣(昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093)收稿日期:2005 04 14 修回日期:2005 04 19基金项目:云南省自然科学基金资助项目(20010008Q)作者简介:黎清宁(1978~),男,在读博士生,主要研究方向矿业耐磨材料。
导师简介:周荣(1962~),男,汉族,现任昆明理工大学校长,材料加工工程专业教授,博士生导师。
摘 要: 研究了不同质量分数的白碳黑与A l 2O 3填料对聚氨酯弹性体耐冲蚀磨损性能的影响。
结果表明,白碳黑填料降低了聚氨酯弹性体的耐磨性,而聚氨酯弹性体耐磨性随着A l 2O 3颗粒加入量的增加先升高而后下降,在质量分数为34%时达到峰值;讨论了填料对聚氨酯复合材料磨损行为与机理的影响。
关键词: 聚氨酯;白碳黑;A l 2O 3;冲蚀磨损中图分类号: TQ334 文献标识码: A 文章编号: 1004 275X (2005)03 0008 03Effect of Silicon D iox i d e and A lu m i n a Particles on the W ear R esist ance of Polyurethane Elasto m erLI Q i ng -ning ,LU D e -hong ,J I ANG Y e -hua ,ZHOU R ong(School of Land Res ou rce Eng i neeri ng ,Kunm i ng Un i versit y of Science and T echnology ,Kun m i ng 650093,Ch i na)Abstract :E ff ect of silicon d i ox i de and al um i na fill er w i th d ifferent conten ts on the w ear-resistance prop erties ofpol yurethane el ast om er w as s t ud i ed.The w ear resist ance w as f ound to be d ecreased w it h sili con d i ox i de fill er ,and firstl y i n creased w ith i n creasi ng con t en t of a l um i na un til reach i ng am ax i m u m w ith t h ew eight con tent of 34%,and t h en d ecreased .The w ear beh avi or and m echanis m of fill ers on po l yu ret han e el asto m er w ere d is cu ss ed .K ey w ords : polyurethane ;silicon d i ox i de ;al um i na ;erosion前言聚氨酯弹性体(P U )是一种具有优异耐磨性、高弹性等性能的新型高分子材料,但目前聚氨酯作为耐磨材料推广有成本高、耐高温性能差等缺点。
3.TPEE与TPU、TPV等弹性体的性能比较
第三章 TPEE、TPU、TPV等性能比较1、TPEE热塑性聚酯弹性体简称TPEE或COPE,是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(结晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)软段的线型嵌段共聚物。
TPEE属于高性能工程级弹性体,具有机械强度高、弹性好、抗冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀等优点,具有良好的加工性,并可填充、增强及合金化改性,在汽车零部件、液压软管、电缆电线、电子电器、工业制品、文体用品、生物材料等领域得到了广泛的应用。
TPEE的物理化学性能●力学性能通过对软硬段比例的调节,TPEE的硬度可以从邵氏D32到D80变化,其弹性和强度介于橡胶和塑料之间。
与其他热塑性弹性体(TPE)相比,在低应变条件下,TPEE模量比相同硬度的其他TPE高。
当以模量为重要的设计条件时,用TPEE可缩小制品的横截面积,减少材料用量。
●拉伸强度与聚氨酯弹性体(TPU)相比,TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多,用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件,前者可以承受更大的负载。
在室温以上,TPEE弯曲模量很高,适宜制作悬臂梁或扭矩型部件,特别适合制作高温部件。
TPEE低温柔顺性好,低温缺口冲击强度优于其他TPE,耐磨耗性与TPU相当。
TPEE具有优异的耐疲劳性能,与高弹性特点相结合,使该材料成为多次循环负载使用条件下的理想材料,适宜制作齿轮、胶辊、挠性联轴节、皮带等。
●耐热性能 TPEE具有优异的耐热性能,硬度越高,耐热性越好。
TPEE的使用温度非常高,能适应汽车生产线上的烘漆温度(150-160℃),并且它在高温下机械性能损失小。
在120℃以上使用,TPEE拉伸强度远远高于TPU。
此外,TPEE还具有出色的耐低温性能。
TPEE脆点低于-70℃,并且硬度越低,耐寒性越好,大部分TPEE可在-40℃下长期使用。
由于在高、低温时表现出的均衡性能,TPEE的工作温度范围非常宽,可在-70-200℃使用。
聚氨酯弹性体的特性及应用(参照类别)
聚氨酯弹性体的特性与应用1.聚氨酯弹性体的特性聚氨酯弹性体的综合性能出众,任何其他橡胶和塑料都无与伦比。
而且聚氨酯弹性体可根据加工成型的要求进行加工,几乎能用高分子材料的任何一种常规工艺加工,如混炼模压、液体浇注、熔融注射、挤出、压延、吹塑、胶液涂覆、纺丝和机械加工等。
聚氨酯弹性体的用途十分广泛,产品几乎遍及多用领域。
聚氨酯弹性体综合性能出众,主要表现在弹性体兼备了从橡胶到塑料的许多宝贵特性。
(1)硬度范围宽。
而且在高硬度下仍具有良好的橡胶弹性和伸长率。
(2)强度高。
在橡胶硬度下他们的拉伸强度和撕裂强度比通用橡胶高得多;在塑料硬度下,他们的冲击强度和弯曲强度又比塑料高得多。
(3)性能的可调节范围大。
多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整,在一定范围内变化,从而满足用户对制品性能的不同要求(4)耐磨。
有“耐磨橡胶”的佳称。
特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下,其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。
金属材料如钢铁等虽然很坚硬,但并不一定耐磨,如黄河灌溉区的大型水泵,其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就严重磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。
其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。
在此需提到的一点是,要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数,改善在承载负荷下的耐磨性能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。
(5)耐油。
聚酯型聚氨酯弹性体的耐油性不低于丁腈橡胶,与聚硫橡胶相当。
(6)耐臭氧性能优良。
(7)吸震、抗辐射和耐透气性能好。
(8)加工方式多样,适用性广泛。
聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型(指MPU);也可以制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型(指CPU);还可以制成颗粒料,与普通塑料一样,用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型(指CPU)。
文献题录——聚氨酯文献题录(二十)
聚醚多元醇工业现状分析. 河北化 工,0 55: — 9 2 0 ()1 1. 7 聚醚 改性 聚硅氧烷 消泡剂的合成及 复配 河北化工,0 5 2 0
() 0 2 . 5: — 3 2
欧盟 化学品新政策概 况及 其多方反响 . 聚氨酯及其 弹性
维普资讯
化学推进剂与高分子材料 20 年第 4 06 卷第 3 期
Ch mia r p l ns& P lme i M aeil e c l o el t P a oy r tr s c a
・
文 献 题 录
・
f) 4 2 . 4: — 7 2
玻璃微珠/ 玻璃纤维增 强聚 氨酯泡沫塑料 的研 究. 纤维复 合材料,0 54 : — 8 20 () 5 2 . 2
聚氨 酯文 献题 录 ( 十) 二
3. 7
电纺丝聚氨酯的机械性能. 聚氨酯及其 弹性体, 0() 2 5 :1 0 4 3—
化学 交联对嵌段共聚物弹性 的影 响. 聚氨酯译丛,0 54: 20 ()
氯醇化反应过程 中的氯离子对丙烯消耗 的影响 大沽化
-. 0 () 2 l. E2 54: 一 5 0 1
硅氧烷 改性聚氨 酯环氧树脂互 穿响. 塑料科技 , 0() 4 2 2 5 : —8 0 52 含三甲铵侧基 的阳离子 聚氨酯弹性体 的热性 能、机械性 能和离子导 电性 聚氨酯 及其 弹性 体, 0 ( : —6 2 55 2 3. 0 )6 微波技术在分析 化学 中的应用进展 . 广东 化工,0 5 5: 2 0 ()
1. 8
织物用聚醚改性氨基硅油 柔软剂 的合 成 精细石油化T,
2 0 () 2 3 . 0 55: - 5 3
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
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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化工进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2007 年第 26 卷第 3 期
研究开发 不同无机填料在聚氨酯弹性体中的性能对比
张慧波 1,2,杨绪杰 1,陆路德 1,汪 信 1,孙向东 2
(1 南京理工大学,江苏 南京 210094;2 宁波职业技术学院,浙江 宁波 315800)
(1)
式中,RW 为相对磨损失重,量纲为 1;WT 为试样的
磨损失重,mg;WS 为标准样的磨损失重,mg。
2 实验结果和讨论
2.1 几种不同填料的性质对比 美国材料试验学会 (ASTM)将填料定义为“为
改进强度和各种性质,或者为降低成本而在材料中 添加的较为惰性的物质”[10]。由此可知,适用于作 填料的物质是非常多的。根据填料的化学组成成分 可分为无机填料和有机填料,其中无机填料又分为 非金属填料和金属填料。无机非金属填料主要有碳 酸钙、二氧化硅、滑石粉、碳化硅等几种。本实验 所列出的 4 种填料均是无机非金属材料,用作聚合 物的填料是它们主要用途之一。表 1 列出了 4 种填 料的主要成分及其特性、用途。
摘 要:以聚醚 N-204、甲苯二异氰酸酯为原料,用 1,4-丁二醇为扩链剂,填充经超声波分散、偶联处理的不同
无机填料,分别合成填充型聚氨酯(PUR)弹性体。研究了填充型 PUR 弹性体的耐磨性、力学性能以及填料在弹
性体中的分布状况。结果表明,不同无机填料在 PUR 弹性体中所表现出的性质不同,碳化硅主要提高了弹性体的
本文采用陶瓷微珠、滑石粉、碳化硅、玻璃微 珠等做填料,以聚氨酯为基体,分别制备了 PUR 弹 性体复合材料,同时有针对性地研究了每种弹性体 的应用特性。对比了弹性体复合材料的拉伸强度、 硬度、断裂伸长率等性能的变化。
1 实验部分
1.1 原材料 甲苯二异氰酸酯(TDI)包括 2,4-甲苯二异氰酸酯及
收稿日期 2006–08–31;修改稿日期 2006–09–15。 基金项目 浙江省教育厅资助项目(No.20041306)。 第一作者简介 张慧波(1966—),男,副教授,博士研究生。电话 0574–86891597;E–mail 2335245@。
Zபைடு நூலகம்ANG Huibo1,2,YANG Xujie1,LU Lude1,WANG Xin1,SUN Xiangdong2
(1Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,Jiangsu,China; 2Ningbo Vocational College,Ningbo 315800,Zhejiang,China)
用于尼龙、PP、PBT、PC、 PE、PVC、POM等工程 塑料的改性,生产异型 材、管材和板材
硼硅酸盐 10~180 µm
1. 外观呈浅灰色,硬度高、质轻、耐水、耐腐蚀、无毒、防辐射、防火、低导热、 隔音、高分散、电绝缘性和热稳定性好等优点;2. 重量轻、共强度高、刚性好, 制品尺寸稳定,具有良好的再加工性能,易于切裁、钻孔、钉钉等;3. 作为材料 添加改性,又有耐磨性强、抗压强度高、导热系数高的优越特性;4. 做添加工艺 时,分散性、流动性、稳定性俱佳
微机控制电子万能试验机,WDN-20 型,深圳 凯强利机械有限公司;硬度计,LY-A 型,上海六 菱仪器厂;红外光谱(FTIR)仪,WQF-510 型,北 京瑞利分析仪器公司;扫描电子显微镜(SEM), XL-30 型,荷兰 Philips 公司; 环块磨损试验机, MM-200 型,国产。 1.3 试样制备
宽度为 10 mm,转速为 200 r/min,时间为 2 min。
耐磨性用相对磨损失重 RW 描述,即试样的磨损失 重量与标准样的磨损失重量之比,所选的标准样是
PVC 聚氯乙烯树脂。因为 PVC 的密度和待测材料
的密度相近,所以用相对磨损失重可以衡量耐磨性。
相对磨损失重的计算用下式:
RW=WT/WS
Abstract:The filled polyurethane elastomers were synthesized from polyether N-204,and toluene diisocyanate,with the chain extender of 1,4-butanediol and inorganic fillers treated by ultrasonic dispersion and coupling reaction. The wear resistance and mechanical properties of filled polyurethane elastomer as well as the distribution of fillers were studied. The results showed that the polyurethane elastomers possessed different properties with different inorganic fillers. Silicon carbide enhanced its wear resistance,while talc and micro glass bead improved its strength and tenacity. Key words:polyurethane elastomer;mechanical properties;inorganic fillers;composite materials
聚氨酯(PUR)作为六大合成材料之一,其应 用范围居各种材料之首。对 PUR 进行改性进一步提 高材料性能,具有重要的科学意义和商业价值。而 填料是材料改性的一种重要手段。不仅可以大大降 低材料的成本,而且可以显著地改善材料的各种性 能,赋予材料新的特征,扩大其应用范围。但由于 填料与聚合物在化学结构和物理形态上存在着显著 的差异,两者缺乏亲和性,无机填料的细度、形状 及表面结构等因素影响填料在基体中的分布以及与 聚合物基体的界面接合,从而影响了材料的力学性 能(如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等)和加工 性能。同时由于每一种填料因本身性质不同,当与 高聚物结合时不同填料也常常会产生不同的效果。
用于磨料、耐火材料、耐 腐蚀材料、化工、电工 等
·394·
化工进展
2007 年第 26 卷
2.2 显微图像对比 图 1 为 PUR 弹性体复合材料的 SEM 照片,从图
片可以清晰地看出填料在聚合物中的分布状态,碳化 硅分布最均匀,其次是玻璃微珠,而滑石粉和陶瓷微 珠比较差。这些因素都影响了弹性体的综合性能,当 然综合性能也与填料本身结构及性质有关。4 种弹性 体复合材料试样虽然大体趋势一致,但因为填料种类 不同,其颗粒形状、表面结合状态不同造成了填料与 基体结合状态的差别。颗粒形状既有球状、立方体状 等同向性状态,也有针状、板状等异向性状态。填料 在填充弹性体时,颗粒的形状影响到其在弹性体中的 均匀分布,进而也影响到弹性体复合材料的性能如硬 度、弹性、拉伸强度、耐磨性等。
一般来讲,应用硬质或无机粒子填充 PUR 弹性 体可在某种程度上改善其刚度、冲击韧性和耐热性 能[1]。而采用刚性粒子[2]和纤维类[3-5]可以增强 PUR
弹性体。然而通常改性时增强增韧往往难以兼顾,因 此刚性粒子增韧[6-8]成为增强材料的强韧性的一条新 途径。因为这种方法在提高韧性的同时提高了材料的 强度、刚性和耐热性等,而并不降低材料的加工性能[9]。
品名 陶瓷微珠
空心玻璃 微珠
滑石粉 碳化硅
表 1 各种填料性能对比
主要成分及尺寸
特性
用途
SiO2和Al2O3 5~10 µm
1.外观为白色,松散、球性率高,白度高;2.拥有优异的流动性能,可提高生产 效率、降低能耗,提高制品尺寸稳定性防止翘曲等;3. 用于各种工程塑料的玻纤改 性,可消除玻纤外露现象,改善流动性能,减少玻纤用量,降低成本;4. 熔点高、 高温下不分解,可提高制品的阻燃性和热变形温度;5. 比电阻高,吸水率低(0.2%), 使用于生产电缆绝缘材料;6. 可在各种有机溶液及酸、碱溶剂中保持稳定
拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量按
GB/T528—1998 进行,拉伸速度为 100 mm/min,
测试温度为 5 ℃,相对湿度为 75%~85%。邵 A 硬
度按 GB/T531—92 测试。FTIR 测试条件为:KBr 涂膜,分辨率为 2 cm-1,40 次扫描。试样断面形貌
用 SEM 观察并拍照。 耐磨性的测试条件为:磨环直径为φ50 mm,
(a)滑石粉
(b)碳化硅
(c)陶瓷微珠
(d)玻璃微珠
图 1 弹性体复合材料的 SEM 图片
2.3 填料在弹性体复合材料中的垂直分布 填料在弹性体内分布的均匀性对其复合材料质
量影响较大。如果其分布不均匀,则会出现复合材 料内部应力不均,从而使材料容易产生变形,尺寸 稳定性也会较差;同时还会导致材料各部分有性能 差异等不良现象。
从表 2 可以看出,当添加 10%的填料时,玻璃 微珠、碳化硅在 PUR 弹性体复合材料棒中的垂直分 布状况均良好,在不同位置的沉降率几乎一致,而 滑石粉、陶瓷微珠相对分散一些,通过这组数据证
表 2 各种填料在弹性体中垂直距离的沉降率
垂直距离 /cm
50
将聚合物多元醇加入 500 mL 装有温度计和搅拌 器的四口烧瓶中,在 100~110 ℃下真空脱水 1 h, 然后降温到 80 ℃,加入经过偶联处理的填料,搅拌 30 min 后再加入定量的二异氰酸酯溶液,80 ℃保温 反应 1 h 后,再降温到 55 ℃后加入扩链剂,快速搅 拌,控制反应温度不超过 90 ℃,10 min 后把反应物 倾于温度为 80~100 ℃涂有脱膜剂的模具中,在 130 ℃下固化 6 h。4 种不同填料所分别形成的弹性体硬 段含量及其聚合反应工艺条件保持一致。 1.4 性能测试