医用聚氨酯弹性体的合成及性能研究
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能聚氨酯弹性体是一种具有优良力学性能和热变形性能的聚合物材料，它具有阻燃性能、耐高温、耐磨损和耐腐蚀的特性。
由于聚氨酯弹性体的多功能性和优良的性能，它已经广泛应用在汽车、军事、医疗、家具等行业中。
近年来，研究人员着力研发新型聚己内酯型聚氨酯弹性体，探索它的合成方法及其性能表现。
1.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成新型聚己内酯型聚氨酯弹性体是一种由聚己内酯为主骨架结构，并配以共聚体分子链的一种复合聚合物。
它是由聚己内酯（醚）、二甲基亚砜及共聚体（均聚体、共聚体、改性共聚体等）共同经过复杂的反应合成而成。
一般来说，新型聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成流程可分为以下几个步骤：首先，合成聚己内酯：将聚己醚和二甲基亚砜反应，在一定的催化剂和温度下反应1小时至2小时，得到聚己内酯。
其次，经过改性：将聚己内酯和共聚体进行改性，即在一定的温度和催化剂下，将共聚体和聚己内酯反应合成改性聚己内酯。
最后，将改性聚己内酯和共聚物进行复合合成，在适当的温度和催化剂下，混合改性聚己内酯和共聚体反应3小时，得到高分子量的新型聚己内酯型聚氨酯弹性体。
2.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的性能新型聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的传导性能和缩卷性能。
与传统聚氨酯弹性体相比，新型材料具有更高的抗热变性和耐热变形性能，它具有更高的弹性模量、拉伸强度和弯曲强度，可以满足汽车行业、家具行业等领域的不同应用需求。
此外，新型聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的抗紫外线性能，具有优异的耐老化性能和抗等离子体机械和金属材料的耐腐蚀性能。
此外，它还具有良好的阻燃性能，可以在数千秒的时间里阻止易燃物质的火灾，为人们从防火上提供有力的保障。
3.型聚己内酯型聚氨酯弹性体的应用新型聚己内酯型聚氨酯弹性体多用于汽车行业，可作为汽车窗户玻璃安装材料，可以提高汽车窗户的热性能，提高隔音性能，而且可以耐受较高的温度变化，起到防冻、保温的作用。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能随着聚氨酯弹性体在工业用途中被广泛应用，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体近年来受到了越来越多的关注，其合成方法和性能对各行业产生了重要的影响。
本文对合成和特性介绍如下。
一、合成新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体是通过将聚己内酯加入聚氨酯系统来改良聚氨酯弹性体的合成方法。
首先，将聚己内酯和醇类用溶剂混合，然后添加二元醇，如乙二醇、丁二醇和乙三醇，充分混合使各组分完全溶解，接下来进行醋酸缩交；之后进行聚氨酯缩合反应，并选择适量的促进剂，如催化剂、增塑剂、聚合物添加剂，最后将混合物浓缩、固体化，并经过终点检测得到新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体。
二、新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的性能1、耐腐蚀性能。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的耐腐蚀性，不易受到空气中的氧化物的侵蚀，以及硫化物、酸和碱等具有腐蚀性的物质的影响，能有效地延长使用寿命。
2、耐热性能。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有优异的耐热性，在一定温度下可以维持良好的机械性能，而且可以在高温条件下保持一定的热稳定性，使其具有较强的耐热性能。
3、抗冲击性能。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有较好的抗冲击性能，可以在遭受外界冲击的情况下，耐受内部耗散能的膨胀，从而保持原有的形状和性能。
4、高温性能。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体呈现出优异的热变形性能，可以在高温条件下保持良好的机械性能。
5、耐磨性能。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有良好的耐磨性，在磨损条件下能够保持一定的使用寿命，而且具有耐油性和耐水性能。
三、结论综上所述，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有优异的耐腐蚀性、耐热性、抗冲击性、高温性和耐磨性等优点，可广泛应用于航空航天、汽车、电子电器、建筑等行业。
聚氨酯弹性体的制备及性能研究
聚氨酯弹性体的制备及性能研究在现代材料科学中，高分子材料的制备技术一直是研究的重点。
其中，聚氨酯弹性体是一种具有优良力学性能和化学稳定性的高分子材料，具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍聚氨酯弹性体的制备及性能研究。
一、聚氨酯弹性体的制备聚氨酯弹性体的制备有多种方法，常用的方法有溶液聚合法、弱酸催化法和溶胶-凝胶法等。
下面介绍其中的两种方法。
1. 溶液聚合法溶液聚合法是最简单和实用的制备聚氨酯弹性体的方法之一。
将聚酯多元醇、聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，溶于有机溶剂中，然后加入催化剂和其他助剂后，在高温下进行聚合反应，最终得到聚氨酯弹性体。
这种方法可根据需要选择不同的聚酯多元醇和聚醚多元醇，以调节聚氨酯弹性体的力学性能。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备高分子材料的传统方法，适用于制备物质的纯度较高。
该方法首先将有机溶液中的低分子物质聚合成固体凝胶，然后通过热处理、烧结等方法将凝胶转化为无定形或晶体高分子。
聚氨酯弹性体的制备通过选择不同的溶剂、催化剂和反应条件，可以得到不同形态、组织和性质的聚氨酯弹性体。
二、聚氨酯弹性体的性能研究聚氨酯弹性体具有许多独特的力学和物理性质，因此在各种领域都有广泛的应用。
下面介绍其中的一些性能。
1. 强度和韧性聚氨酯弹性体具有优异的强度和韧性，可以根据不同的应用需要来调节。
通常的方法包括调节聚酯多元醇和聚醚多元醇的比例和分子量，以及控制反应温度、时间和催化剂浓度等。
聚氨酯弹性体的强度和韧性对其对撞、振动、冲击负载等应力下的表现至关重要。
2. 耐磨性和耐老化性聚氨酯弹性体具有良好的耐磨性和耐老化性能，这种性能可以通过添加耐磨、耐氧化和抗紫外线等助剂来改善。
在涵盖了耐磨性具有重要意义的应用领域中，比如鞋底、轮胎内层、导管、密封件、涡轮叶片等，涂层具有好的附着性和磨损耐用性。
3. 去极化性和导电性聚氨酯弹性体在水、盐等极性溶剂中易发生质子化，导致其导电性能受到一定影响。
聚氨酯弹性体的制备与应用研究
聚氨酯弹性体的制备与应用研究引言聚氨酯弹性体是一种具有良好弹性和耐磨性的材料，广泛应用于各个领域。
近年来，随着科学技术的不断进步，对聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域进行了深入研究。
本文将从聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域两个方面进行探讨。
一、聚氨酯弹性体的制备方法聚氨酯弹性体的制备方法主要包括溶液共混法、热固化法和溶胶-凝胶法。
1. 溶液共混法溶液共混法是聚氨酯弹性体较为常用的制备方法之一。
该方法通过将聚氨酯树脂和溶剂一起混合搅拌，并加入适量的交联剂，在一定的温度下反应一段时间后，得到弹性体。
这种制备方法的优点是工艺简单，适用于大规模生产。
但是由于溶剂的使用，对环境造成一定的污染。
2. 热固化法热固化法是一种无溶剂制备聚氨酯弹性体的方法。
在该方法中，将聚氨酯树脂和交联剂混合搅拌，然后通过加热使其发生交联反应，最终得到弹性体。
这种方法具有工艺简单、无需使用溶剂、对环境无污染等优点。
然而，相比于溶液共混法，热固化法的工艺要求更高，反应时间和温度需要更加精确控制。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备纳米聚氨酯弹性体的方法。
首先，在溶液中形成胶体颗粒，然后通过溶胶-凝胶转化使颗粒固化成聚氨酯弹性体。
这种方法的优点是可以制备出具有纳米级结构的弹性体，拥有更好的力学性能和稳定性。
然而，该方法的制备过程较为复杂，需要较长时间和专业设备。
二、聚氨酯弹性体的应用领域聚氨酯弹性体因其良好的物理性质和化学稳定性，被广泛应用于以下领域。
1. 汽车工业聚氨酯弹性体在汽车工业中应用广泛。
它可以用于汽车座椅、悬挂系统、密封件等部件的制造，具有优异的耐磨性和减震性能，提高了汽车的舒适性和安全性。
2. 医疗领域聚氨酯弹性体在医疗领域具有重要的应用价值。
它可以用于制造人工关节、心脏起搏器、皮肤修复材料等医疗器械，具有生物兼容性好、耐磨性高的特点，有效提高了医疗器械的使用寿命。
3. 体育器材聚氨酯弹性体广泛用于制造体育器材，如跑鞋、运动垫等。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能近些年来，随着经济的不断发展，人们对新型材料的需求不断增加，而聚氨酯弹性体是其中一种新型材料，具有优越的力学性能、耐老化性能和抗潮湿性能，在各个领域都具有重要的应用价值。
研究发现，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的性能优于传统的聚氨酯弹性体。
本文详细介绍了新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成及性能，主要涉及合成工艺、性能、结构等方面。
一、新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成（1）原料新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成主要涉及组成原料及其组成比例。
新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体由聚己内酯、聚氨酯、硬脂酸酯及润滑剂等多种原料组成。
（2）实验步骤新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的合成主要分为配料步骤、反应步骤和分离步骤三个主要部分。
1．配料步骤：首先，将聚己内酯、聚氨酯、硬脂酸酯及润滑剂等原料按照规定的重量比例混合搅拌，并再次经过高级搅拌，保证原料之间能够完全混合均匀；2．反应步骤：然后将预先配制好的原料放入实验室内的反应釜中，加热至220℃，并维持相应的温度，进行聚合反应；3．分离步骤：最后，反应结束后将成品聚氨酯弹性体放凉，利用分离设备将其从反应釜中分离出来。
二、新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的性能（1）力学性能新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有优越的力学性能，其拉伸性能、弯曲性能和抗压性能均远高于传统聚氨酯弹性体。
（2）耐老化性能耐老化性能方面，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体具有极高的耐热老化性能，长期经过热和光照等老化试验，仍能保持良好的力学性能。
（3）抗潮湿性能抗潮湿性能方面，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的抗潮湿性能要优于传统的聚氨酯弹性体。
实验结果表明，新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体在经受潮湿环境条件下，其力学性能仍能维持比较良好的状态。
三、新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的结构新型改性聚己内酯型聚氨酯弹性体的结构由多种高分子单体复合而成，涉及到不同类型的基体键、单体键，并存在部分反应产物。
聚氨酯弹性体的合成及性能研究
聚氨酯弹性体的合成及性能研究1. 引言聚氨酯弹性体是一种重要的高分子材料，具有优异的弹性、耐磨、耐腐蚀、耐老化等优异性能，在汽车、建筑、航空等领域得到广泛应用。
本文将对聚氨酯弹性体的合成及性能进行详细探讨。
2. 聚氨酯弹性体的合成聚氨酯弹性体的合成过程包括聚氨酯前体的合成、分散剂的添加、发泡、固化等步骤。
其中，聚氨酯前体的合成是整个合成过程的关键。
聚氨酯前体一般由异氰酸酯和多元醇通过缩合反应合成。
异氰酸酯分子中含有两个异氰基（-N=C=O），多元醇分子中含有两个或多个羟基（-OH），两者反应后形成聚氨酯链。
在聚氨酯前体的合成过程中，还需加入催化剂和助剂等辅助材料，以促进缩合反应和调节聚氨酯的性能。
例如，加入有机锡催化剂可以促进异氰酸酯和多元醇的缩合反应。
3. 聚氨酯弹性体的性能聚氨酯弹性体具有优异的力学性能和耐久性能，因此在汽车、建筑、航空等领域广泛应用。
3.1 力学性能聚氨酯弹性体具有优异的弹性和回复性能，能够承受大的变形和冲击负载而不破坏。
另外，聚氨酯弹性体还具有高强度、高韧性和耐磨性等优异性能。
3.2 耐久性能聚氨酯弹性体不易老化、不易变形、不易腐蚀，能够在恶劣环境下长期稳定运行。
另外，聚氨酯弹性体还具有耐油、耐水、耐化学品等优异性能。
4. 影响聚氨酯弹性体性能的因素聚氨酯弹性体的性能受多种因素的影响，包括聚氨酯前体的成分比例、催化剂的种类和用量、发泡过程中的温度、压力等。
4.1 聚氨酯前体成分比例聚氨酯前体的成分比例直接影响聚氨酯弹性体的性能。
如果多元醇的含量较高，则聚氨酯弹性体的弹性较好；如果异氰酸酯的含量较高，则聚氨酯弹性体的硬度较高。
4.2 催化剂种类和用量催化剂可以促进聚氨酯前体的缩合反应，催化剂种类和用量对聚氨酯弹性体的性能影响较大。
例如，有机锡催化剂可以促进缩合反应，但如果用量过大，会导致聚氨酯弹性体的耐久性能降低。
4.3 发泡过程中的温度、压力发泡过程中的温度和压力也对聚氨酯弹性体的性能影响较大。
医用聚氨酯的结构性能及应用
医用聚氨酯的结构性能及应用摘要对聚氨酯在生物医学中的应用情况进行了概述，并总结了其作为医用高分子材料而进行改性的方法。
这些方法提高了它的生物相容性，减少它长期植入体内引起机体的炎症反应。
关键词聚氨酯；血液相容性；物理机械性聚氨酯自1937年问世以来，以其优异的物理机械性能，良好的血液和组织相容性，低毒等优点在医学上的用途日益广泛。
今天，聚氨酯仍然是一种研究较多的医用高分子材料，并在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。
1聚氨酯的合成由软硬链段组成的嵌段聚氨酯弹性体的合成如下：硬段形成结晶区，软段的柔韧性赋于聚氨酯弹性。
通过调整软硬链段的结构、比例及长度来控制聚氨酯的力学性能。
PU弹性体的力学性能指标如下：拉伸强度为300kg/cm2～500kg/cm2，撕裂强度为45kg/cm～130kg/cm，硬度为20邵A～100邵A，伸长为300%～750%，耐热性为80℃～100℃。
2医用聚氨酯的结构和性能医用策氮醋大多指具有嵌段聚氨醋（s PU）结构特征的聚合物这一类非发泡弹性体嵌段聚氨酯由聚醚二元醇，聚醋二元醇，聚硅氧烷二元醇，聚碳酸醋二元醇以及全氟聚醚二元醇等形成的软段和由二异氛酸醋与小分子量二胺或二醇形成的硬段2部分构成。
软链段提供弹性，硬链段主要承担维持强度。
由于软段和硬段具有热力学不相容的性能，因此多嵌段聚氨酯存在着相分离，并导致微区的形成，其中软段为连续相，硬段聚集成微区分散在连续相中。
聚氨酯分子中，由聚醚和一部分氨基甲酸酯键形成的软链段提供弹性，由氨基酸酯键与脲键构成的硬链段主要承担维持强度。
二者有各自的区域，多呈微观相分离结构，称为链段型聚氨酯。
根据前人研究得出的大量实验数据我们可以得到以下结论：1）聚氨酯具有优良的血液适应性，大体包括抗血栓性能和不损害血液成分与功能两个方面。
前者是指抑制材料表面及血管内形成血栓的性能，后者是指对溶血性（红血球破坏），血小板功能降低、白血球短时性下降等；2）毒性试验结果符合医用要求；3）临床应用中生物相容性好，无致畸变作用，无过敏反应，可解决天然胶乳医用制品固有的“蛋白质过敏”和“致癌物亚硝胺析出”两大难题，从而成为许多天然胶乳医用制品的换代材料；4）聚氨酯作为血液泵材料具有优良的耐疲劳性和可靠性，韧性和弹性，加工性能好，加工方式多样，是制作各类医用弹性体制品的首选材料；5）具有优异的耐磨性能、软触感、耐湿气性、耐多种化学药品性能；6）能采用通常的方法灭菌，暴露在r射线下性能不变。
聚氨酯材料在医用行业的研究进展
聚氨酯材料在医用行业的研究进展近年来，随着人们对医疗技术的追求不断增加，聚氨酯材料在医用行业的研究进展也越来越受到重视。
聚氨酯材料具有良好的生物相容性、可控性和可调控性等特点，逐渐被应用于医学领域的众多方面。
本文将从医用聚氨酯材料的制备方法、应用及研究进展等方面进行探讨。
首先，医用聚氨酯材料的制备方法是研究的重点之一、目前主要有溶液共混法、反应挤出法、摩擦搅拌法等方法用于合成聚氨酯材料。
例如，采用溶液共混法可以制备具有特定结构和功能的聚氨酯材料，从而实现对材料性能的调控。
此外，反应挤出法具有成本低、操作简单和适合大规模生产等优点，可以制备出具有优异性能的聚氨酯材料。
其次，医用聚氨酯材料在临床应用中具有广泛的前景。
聚氨酯材料可以用于制备人工骨、人工关节、人工血管等医学器械，从而帮助患者恢复健康。
例如，聚氨酯材料可以用于制造人工骨，模拟真实骨骼组织的结构和性能，从而在临床中进行骨修复和骨缺损修复。
此外，聚氨酯材料还可以用于制造人工关节和人工血管，具有良好的生物相容性和生物活性，可大大提高患者的生活质量。
另外，针对医用聚氨酯材料的研究进展，学者们也在不断进行创新和突破。
例如，一些研究者通过添加纳米材料、表面改性和电化学改性等方法，进一步提升了聚氨酯材料的性能和功能。
此外，一些研究者还通过控制材料的化学结构和物理结构等方面，实现了对材料性能的精确调控。
这些研究成果对于聚氨酯材料在医用行业的应用具有重要意义，为临床提供了更多的治疗方式和手段。
需要注意的是，虽然聚氨酯材料在医用行业的研究进展取得了很大的突破，但仍面临一些挑战。
例如，聚氨酯材料的生物降解性和耐久性等性能仍然需要进一步提高。
此外，医用聚氨酯材料的制备方法仍然需要改进和完善，以满足临床的需求和要求。
综上所述，随着医疗技术的不断发展，聚氨酯材料在医用行业中的研究进展也日益受到关注。
医用聚氨酯材料的制备方法和临床应用不断改进和创新，为患者提供了更好的治疗方式和手段。
HMDI型聚氨酯弹性体的制备与性能研究
聚 氨 酯 弹 性 体 （ＰＵＥ）是 由热力 学 不 相容 的 软 段 和硬 段交 替组 成 的 嵌段 聚合 物 ，软段 对 伸 长 率 和 弹性产 生 贡 献 ，硬 段 贡 献 材 料 的 模 量 和 强 度 １－３］。
由于软 硬 段 不 相 容 而 产 生 微 观 相 分 离 结 构 ，使 得 ＰＵＥ相 对 于 橡 胶 或 其 他 弹 性 体 材 料 具 有 较 高 的阻 尼 因子 ，通 过设 计 其分 子 结 构 可 调 控 力学 性 能 和阻 尼 性 能 ，获 得 满 足 特 定 需 求 的 ＰＵＥ阻 尼 材 料 。 目 前 ，基 于 ＰＵＥ 研 究 多 采 用 甲 苯 二 异 氰 酸 酯 （ＴＤＩ） 、二苯 基 甲烷二 异氰 酸酯 （ＭＤＩ）［３－６］、１，５一 萘二 异氰 酸酯 酯 （ＮＤＩ） ７－８］、异 佛 尔酮 二 异 氰 酸 酯 （ＩＰＤ￣） 等 ，而 采 用 ４，４ 一二 环 己 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 （ＨＭＤＩ）进行 ＰＵＥ相关 研究 的报 道较 少 。
Ａ组分 和 Ｂ组 分配方 见 表 １。
原 料
表 １ 配方 表 质 量 分 数／％
３Ｏ．８６ ３４．５７ ３４．５７
１．１ 主 要原 料 聚 醚 多 元 醇 （ＰＰＧ２０００、ＰＰＧ６０００），工 业 级 ，斯
科 瑞 聚氨 酯有 限责任 公 司 ；４，４ ．二 环 己基 甲烷 二 异 氰 酸酯 （ＨＭＤＩ），工业 级 ，烟 台万 华 聚 氨酯 股份 有 限
１ 实验部 分
公 司 ；１，４一丁二 醇 （ＢＤＯ），分 析 纯 ，天 津 市 福 晨 化 学 试 剂 厂 ；有 机 金 属 催 化 剂 ，市 售 ；消 泡 剂 （德 谦 ５５００），化 学纯 ，国药集 团化学 试剂 有 限公 司。 １．２ 仪 器 与设备
实验十一：热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构和性能表征
中山大学工学院2011级生物医学工程专业《高分子化学》课程实验报告姓名学号成绩日期同组姓名指导教师实验十一:热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构和性能表征一、实验目的:1、掌握聚氨酯的制备工艺。
2、掌握通过调节软硬度按比例调节聚氨酯的性能。
3、了解拉力机的使用方法,掌握测定高分子材料力学性能的方法。
二、仪器与药品仪器:250ml三口烧瓶、橡皮塞、弯管塞、锥形瓶、油浴、温度计、恒压滴液漏斗、冷凝管、搅拌装置、磁力搅拌器、自制模具、电子天平、电子拉力试验机、减压装置、氮气包。
药品:聚乙二醇(PEG)(数均相对分子量=1000,平均官能度为2,在90℃真空干燥2h后使用),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇(BDO)(分子筛脱水,重蒸馏后使用)三、实验原理1、热塑性聚氨酯弹性体的制备1线性热塑性聚氨酯弹性体的制备一般是由二元羟基化合物与二元异氰酸酯反应形成预聚体,在家小分子二元醇或二元胺类扩链剂经不同的后处理得到的。
多羟基化合物可以是含端羟基的聚酯或者聚醚。
聚氨酯的柔软性可由多羟基化合物的相对分子质量以及在体系中的用量来调节。
线性热塑性聚氨酯弹性体的制备可以分两步进行。
首先是二异氰酸酯与低分子量的二元羟基化合物,制得端基含-NCO基的多异氰酸酯预聚物。
第二步是预聚物与扩链剂发生化学反应。
合成聚氨酯弹性体中需要注意几个问题:温度、预聚和熟化时间的确定以及合适的(NCO)/(OH)比值。
(1)温度。
合成反应温度对反应速度、副反应以及体系黏度等方面有较大的影响。
根据阿累尼乌斯方程,温度的升高有利于反应速度的提高,从而缩短反应时间,并且也可极大地降低反应黏度,增加反应的可操作性。
但是过高的温度也增大了副反应的可能性,从而严重影响聚氨酯的性能。
当体系充分脱水之后,在合成聚氨酯的过程中将主要存在以下反应:(i)异氰酸酯与羟基反应生成氨基甲酸酯;(j)氨基甲酸酯与二异氰酸酯反应生成脲基甲酸酯。
此外,当催化剂存在并且温度较高时,异氰酸酯还会产生二聚、三聚和多聚作用生成脲酐、三聚异氰酸酯和线性高分子聚合物,但这些反应发生的可能性较小。
聚氨酯弹性体的制备和性能研究
聚氨酯弹性体的制备和性能研究近年来，聚氨酯弹性体被广泛应用于各种领域，例如医学、建筑、汽车等。
它以其卓越的性能备受青睐，而制备和性能研究是其应用的基础。
一、聚氨酯弹性体制备的方法聚氨酯弹性体的制备方法有两种：预聚体法和反应注射法。
预聚体法是指将聚醚、聚酯或聚醚酯与异氰酸酯进行加成反应来制备预聚体。
然后，将预聚体与水、交联剂和氧化剂进行混合，通过发泡反应制备出聚氨酯弹性体。
该方法具有制备成本低、反应条件温和等优点。
但由于长时间的反应，会生产出有害副产品，如CO2、NCO等。
反应注射法是指在反应开始时一次性混合聚醚、聚酯或聚醚酯、硬质接枝剂、氧化剂和交联剂，然后注入硬质聚氨酯预制件中。
由于反应速度很快，从而减少了反应时间。
因此，该方法具有制备时间短、产品质量好等优点。
但该方法里面保持着反应注射的高度运用，操作化简也非常的复杂。
二、聚氨酯弹性体的性能聚氨酯弹性体的性能主要包括力学性能、耐热性能、耐久性能等。
力学性能是指材料承受外力下的变形和断裂的能力。
聚氨酯弹性体具有优异的力学性能，它的弹性模量可以在0.1-100MPa之间，而且具有极高的拉伸强度和超弹性。
这是由于聚氨酯弹性体的弹性是由其内部三维网状结构所决定的。
耐热性能是指材料在高温下的性能。
聚氨酯弹性体的耐热性能较好。
其耐热温度可以达到200°C。
但当超过此温度时，聚氨酯弹性体的力学性能会下降。
耐久性能是指材料经过一定使用寿命后，仍然能够保持原有的性能水平。
聚氨酯弹性体具有优秀的耐久性能，因为它能够长期维持其优异的拉伸强度和超弹性。
三、聚氨酯弹性体的应用聚氨酯弹性体的应用已涵盖了医学、建筑、汽车等领域。
在医学方面，它被广泛应用于心脏起搏器、人工心脏、仿生器官等医疗器械中。
在建筑领域，聚氨酯弹性体被用作绝热、密封材料、涂料、防水层等。
在汽车领域，它被应用于轮胎、减震器、座椅垫等部件中。
总之，聚氨酯弹性体作为一种优秀的高分子材料，其制备和性能的研究对其应用具有重要意义。
MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究
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中图分类号 ： ３３８ ＴＱ ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章编 号 ： ｏ １４ ８ （ ０ ２ ０ ０ ５０ １ ｏ — ３ １ ２ １ ） ２０ ５ － ３
聚氨酯弹性体的制备及应用研究
聚氨酯弹性体的制备及应用研究一、背景介绍聚氨酯弹性体是一种具有优良性质的高分子材料，因其高弹性、高耐磨、高吸音、高密度等特点，已经被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、运动器材等领域。
本文将从制备和应用两个角度出发，对聚氨酯弹性体进行深入研究。
二、制备方法1. 预聚物法：将异氰酸酯与多元醇反应合成预聚物，然后将预聚物与链延长剂反应得到聚氨酯弹性体。
该法制备时间短，成本低，但需要降低残留异氰酸酯含量。
2. 溶液聚合法：将异氰酸酯、多元醇、链延长剂和催化剂等原料混合，随后在溶液中聚合反应，最终得到聚氨酯弹性体。
该方法制备过程中需要控制反应物质量比例，确保反应可控。
3. 高固含聚合法：在异氰酸酯、多元醇和链延长剂等原料中，添加高固含量载体，使反应体系得以凝聚，从而得到高强度、高稳定性的聚氨酯弹性体。
该方法需要先将载体进行处理，增加固含量，从而降低生产成本。
三、应用1. 汽车领域：聚氨酯弹性体广泛应用于汽车悬挂系统、座椅、轮胎、防震垫等部分，起到了减震、防噪、减少磨损等作用。
同时，聚氨酯弹性体还可以提高汽车的性能，例如提高整车刚度、降低车身重量等。
2. 建筑领域：聚氨酯弹性体可应用于建筑隔音材料、地震防护材料等方面，起到优异的隔音缓冲性能，减低噪音、增加舒适性等作用。
3. 运动器材领域：聚氨酯弹性体材料已经被广泛应用于定制运动鞋、高弹性健身器材等领域中，提供了更好的支持和舒适性。
四、存在的问题及未来展望聚氨酯弹性体在应用中，存在着一些问题，如加工难度、成本较高、环保等。
针对这些问题，未来需要加大研究力度，开发更为环保的制备方法，同时降低成本，并将其广泛应用到更多领域，提供更多的经济和社会价值。
综上所述，随着高科技的发展，聚氨酯弹性体这种高分子材料已经得到了广泛的应用，同时还有很大的潜力可以挖掘。
通过不断的研究，将其应用于更多的领域，并优化其制备方法，将会为经济和人民生活带来更大的福利。
研究新型聚氨酯弹性体的合成和应用
研究新型聚氨酯弹性体的合成和应用近年来，随着人们对材料性能要求的不断提高，新型聚氨酯弹性体作为一种新型高性能材料，逐渐引起了广泛的研究和应用。
本文将就新型聚氨酯弹性体的合成和应用方面进行深入探讨。
一、聚氨酯弹性体的合成聚氨酯弹性体的合成大致可以分为以下两种方法：1、溶液聚合法溶液聚合法是将异佛尔酮类异氰酸酯（IPDI）与丙二醇（BD）反应，形成预聚物。
接着，用聚醚双酯醇（PTMG）加入体系，进一步进行聚合反应。
聚合过程中，需要考虑各种条件，如反应时间、反应温度、催化剂种类及用量等。
2、熔融聚合法熔融聚合法是将预聚物与交联剂混合在一起，将混合物在高温下熔融混合，然后在模具中进行固化，形成聚氨酯弹性体。
这种方法具有反应速度快、合成效率高的优点。
二、聚氨酯弹性体的应用新型聚氨酯弹性体具有弹性好、形变大、回弹力强、耐磨性好等特点，因此广泛应用于各种领域。
1、橡胶方面新型聚氨酯弹性体在橡胶领域中应用广泛，如汽车轮胎、电梯滑轮等方面。
其优良的耐磨性和强韧性，使其成为替代传统橡胶材料的最佳选择。
2、建筑材料方面新型聚氨酯弹性体可以作为建筑材料中的填缝材料或减震材料。
其具有优良的抗压性和耐用性，在建筑结构中可以提供更好的保护和支撑作用。
3、医疗保健方面聚氨酯弹性体在医疗保健领域中也有广泛应用，如人造心脏瓣膜、人工肢体等方面。
其材质柔软、具有良好的生物相容性，可以更好地适应人体需要。
4、家电制造方面新型聚氨酯弹性体在家电制造领域中应用也越来越广泛。
如电风扇、吸尘器、除湿机等电器产品中，聚氨酯弹性体可以作为减震垫等零部件，起到更好的减震噪音作用。
总之，新型聚氨酯弹性体具有很大的市场前景，其合成方法和应用领域也在不断地得到改善和拓宽。
在未来，我们相信新型聚氨酯弹性体一定会在更多的领域中得到广泛的应用。
聚氨酯弹性体的合成与应用研究
聚氨酯弹性体的合成与应用研究聚氨酯弹性体是一种具有优异物理和化学性能的材料，广泛应用于各个领域。
它能够通过合成过程中的调控来实现不同的物性，以满足不同应用领域的需求。
本文将探讨聚氨酯弹性体的合成方法以及其在不同领域的应用研究。
聚氨酯弹性体的合成方法多样，主要包括预聚体法、溶液聚合法和反应注塑法等。
其中，预聚体法是最常用的一种方法。
该方法通过将两种或多种含有异氰酸酯官能团的化合物与一种多元醇在适当的条件下反应，生成聚醚或聚酯多元醇预聚体。
接着，将聚醚或聚酯多元醇预聚体与一种磷酸酯或一种多数含有异氰酸酯端基的疏水化合物反应，生成聚氨酯弹性体。
聚氨酯弹性体具有优异的弹性和耐磨性，因此在一些需要高弹性和耐磨性的领域得到了广泛应用。
其中，聚氨酯弹性体在汽车制造行业中的应用非常重要。
它可以用于制造座椅、方向盘和悬挂系统等部件，以提高乘坐舒适性和减少振动和噪音。
此外，聚氨酯弹性体还可以用于制造车身密封条和防水胶条等，以提高汽车的密封性和抗水性。
聚氨酯弹性体在建筑行业中也有广泛的应用。
它可以用于制造防水涂料、密封胶和保温材料等。
其中，聚氨酯防水涂料具有优异的抗水性和附着性能，能够有效地保护建筑物免受水分侵蚀。
聚氨酯密封胶则可以填补建筑物的缝隙，提高密封性，防止空气和水分渗透。
此外，聚氨酯弹性体还可以用作建筑保温材料，提高建筑物的能效。
在医疗领域，聚氨酯弹性体也具有重要的应用价值。
它可以用于制造人工关节、心脏支架和血管外科材料等。
其中，聚氨酯人工关节可以部分或完全替代受损的关节，提供活动的支持和缓解关节疼痛。
聚氨酯心脏支架可以用于治疗冠心病等心血管疾病，提供支撑和保持血液通畅。
聚氨酯血管外科材料则可以用于修复和重建受损的血管，恢复正常的血液循环。
除了以上的应用领域，聚氨酯弹性体还可以用于制造鞋底、运动器材、家具和儿童玩具等。
它在这些领域中的应用主要体现在提供优异的抗压性能、舒适性和耐磨性。
例如，聚氨酯鞋底可以提供良好的缓震和抗滑性能，提高鞋子的舒适度和稳定性。
聚氨酯材料在医用行业的研究进展1
聚氨酯材料在医用行业的研究进展天津市塑料研究所有限公司韩宇洋摘要：综述了聚氨酯材料在医用行业的研究进展，重点介绍了医用聚氨酯材料的性能研究、改善生物相容性的方法及医用聚氨酯目前的应用现状等。
关键词：医用聚氨酯材料；性能研究；改性；应用进展1聚氨酯发展背景近年来由于社会的不断发展，科学技术水平的进步，全世界对功能性材料的需求越来越大，尤其是生物高分子材料。
聚氨酯作为一种重要的生物高分子材料一直是研究的热点，在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。
虽然，聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡胶等，都早于聚氨酯应用于生物材料领域，但是由于聚氨酯具有如下突出的优点：材料的性能可以调节，物理机械性能范围宽，加工性能好；生物相容性优良；抗扭结性好；表面光滑等，这就使聚氨酯成为了一种“理想生物材料”。
2聚氨酯结构介绍聚氨酯是一类含有氨基甲酸酯（-NH-COO-）官能团的高分子材料，主要的合成方法是由聚醚、聚酯或聚碳二元醇先与二异氰酸酯进行加成反应，再经扩链剂扩链成高分子，主链分子是由软链段和硬链段嵌段组成，其化学结构可以表示为—(A—B)n—，由于硬段和软段在极性上存在差异且硬段本身的结晶性导致它们在热力学上的不相容性，而具有自发分离的倾向，而聚氨酯的性能本质上是取决于软段和硬段的化学结构及软段/硬段配比，软硬段的微相分离程度对聚氨酯的性能，尤其对血液相容性的影响不可忽略。
3聚氨酯分类按材料种类分：医用聚氨酯材料产品可分为医用聚氨酯泡沫、医用生物弹性体、医用聚氨酯黏合剂、医用聚氨酯水凝胶以及医用聚氨酯涂料等。
按照可降解性可分为：非降解性医用聚氨酯材料，力学性能优异、耐磨损性好，因此在长期植入人体的人体器官和医用装置的应用十分广泛；降解性医用聚氨酯材料可应用于人体修复材料、组织工程材料和智能药物缓释材料等。
按用途分：聚氨酯用品包括人工皮肤、人工心脏瓣膜、人工肺、烧伤敷料、各种夹板、导液管、人工血管、骨黏合剂、齿科材料、手术缝合线、计划生育用品等。
PU弹性体的制备及应用
扩链
二异氰酸酯
预聚
脱气
混合
浇注 硫化 脱模 后硫化 修饰 制品
浇注型聚氨酯弹性体胶辊的加工工艺
（1） 予聚体制
备
① 聚酯多元醇脱
水（在脱水釜中进行）脱水温度100-140℃（聚醚100-
110℃），以余压5mmHg进行真空脱水30-60分钟，使其
含水量<0.05% 。
赏
• 较高的强度和弹性 • 耐磨性优异 • 耐候性好 • 良好的生物相容性 • 良好耐油性 • 耐化学药品和耐环境性能
聚氨酯弹性体（UE）
1、浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU）—— 是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的 一种； 2、热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU）—— 热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总 量的25%左右；
TPU特性
1.弹力佳(可伸长300%－600% 不变形) 2.耐磨 3.耐寒(-40~-70’C物性不改变耐水解性 ） 4.耐抗菌性 5.环保（可循环再造、可分解）
PU弹性体的制备
• 一步法（低摸量产物） • 二步法（预聚体法）浇注型聚氨酯弹性体
预聚体法
聚氨酯浇注胶（CPUR）
聚醚型二元醇
3、混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）—— 占聚氨酯弹性体总量的10%左右。
热塑性聚氨酯弹性体
• TPU即热塑性聚氨脂，是一种新型的有机 高分子合成材料,属于化合物，英文商品名： Flexible polyurethane，是一种各项性能优 异，可以代替橡胶rubber，软性聚氯乙烯材 料pvc，优异的物理性能，例如耐磨性，回 弹力都好过普通聚氨酯，PVC，耐老化性 好过橡胶橡胶，可以说是替代PVC和PU的 最理想的材料。被国际上称为新型聚合物 材料。
③ 予聚体脱气
聚氨酯弹性体研究进展
聚氨酯弹性体研究进展摘要：聚氨酯弹性体(PUE)又称聚氨基甲酸酯弹性体或聚氨酯橡胶，简称PUE，是一种大分子主链中含有重复氨酯基的嵌段共聚物。
作为一种综合性能优异的聚氨酯(PU)制品，聚氨酯弹性体已被广泛应用于人们生产和生活的方方面面。
本文介绍了聚氨酯弹性体的特点、结构与性能的关系、合成方法及其在一些重要领域的应用，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：PUE；结构；性能；应用1 聚氨酯弹性体概述PUE由软段和硬段交替排列嵌段而成，软段由低聚物多元醇构成，硬段一般是由异氰酸酯和小分子扩链剂构成。
根据软段结构的不同可将PUE分为聚酯型、聚醚型及聚碳酸酯多元醇型等，根据硬段类型的不同可分为脂肪族及芳香族PUE，根据合成方法的不同可分为混炼型PUE(MPU)、浇注型PUE(CPU)和热塑型PUE(TPU)，除此之外还有水性PUE、离子型PUE和微孔PUE等。
PUE性能介于橡胶和塑料之间，是一种综合性能优异的高分子材料，优点如下：（1）耐磨性优良。
在水、油等润湿条件下，其耐磨性通常是一般橡胶的数倍至数十倍[1]。
（2）性能范围宽。
因原料及配方类型多样，制品的性能也各不相同。
（3）强度高。
其拉断强度通常为天然橡胶和合成橡胶的两至三倍，且撕裂强度高于普通橡胶。
（4）耐低温性优越。
在-45 ℃下，其压缩耐寒系数约在0.1和0.5之间。
（5）耐油耐候性优异。
耐油性能优于丁腈橡胶，耐气候老化性能优于天然橡胶。
但PUE在某些方面较为薄弱，如：（1）内生热大。
耐热性尤其是耐湿热性有待提高。
（2）化学稳定性较差。
PUE在强极性溶剂或强酸碱介质中不稳定。
（3）PUE制品较为昂贵【1】。
2 聚氨酯弹性体结构与性能的关系2.1 微相分离结构PUE的硬段间存在较强的引力，易聚集而形成微区。
PUE的微相分离结构是指硬段微区均匀分布在软段相中所形成的结构。
PUE存在这种结构，主要原因是软段和硬段的不相容。
软硬段的微相分离程度会对PUE性能产生影响，适度的微相分离可改善其性能。
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
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医用聚氨酯弹性体的合成及性能研究
朱志博,许 宏,路新卫,蔡玉春
(第一军医大学分校化学教研室,广东省广州市 510315)
【摘要】 用本体聚合法合成了亚甲基-双(4-苯基异氰酸酯)(M DI )—1,4-丁二醇(BDO )—聚1,2氧亚丙基二醇(PPG )型热塑性聚氨酯弹性体(TPU )。
对各原料组分对TPU 的功能、聚合原理进行了介绍。
对TPU 的拉伸性能和硬度进行了研究。
实验结果表明:TPU 的硬度随温度升高而降低,有一个突变温度,同时,随着TPU 分子量的增加拉伸强度略有增加,伸长率有所下降,硬度增加。
【关键词】 聚氨酯弹性体;硬度;拉伸性能【中图分类号】 O633.14 【文献标识码】 A
【收稿日期】 2003-08-20
【作者简介】 朱志博(1975-),男,高分子化学专业硕士,助教。
Synthesis and study of medical polyurethane elastomer
ZHU Zhi 2bo ,L U Xin 2w ei et al .(Department of Chemistry ,Branch Cam paus of the First military Medical University ,G uanzhou 510315,China )
【Abstract 】 The MDI -BDO -PPG P olyurethane elastomer (TPU )was prepared by stoichimetric method.The principle of polymerization and the effect of com ponents on the property of TPU were investigated.The study showed that the herd 2ness of TPU decreased with increasing tem perature accom panied by a breaking tem perature.The tensile strength and the hardness increased slightly with the increment of Mn while the elongation rate decreased a little.
【K ey w ords 】 polyurethane elastomer ;hardness ;tensile property
1 实验部分
1.1 原料 (1)亚甲基-双(4-苯基异氰酸酯)(MDI )OCH
CH 2
NCO ;(2)聚
1,2氧亚丙基二醇(PPG )H[-O -CH (CH 3)-CH 2-O -]nCH 2-CH (CH 3)-OH ;(3)1,4-丁二醇(BDO )H O -(CH 2)4-OH 。
1.2 方法 TPU 的合成方法按有无溶剂分类有2
种:无溶剂的本体聚合法和有溶剂的溶液聚合法。
本实验采用本体聚合法合成TPU 弹性体。
将脱过水的PPG 和BDO 按一定量配比称入树脂釜中,用加热套
加热,并于100℃搅拌10min 后,加入M DI ,强烈搅拌1min 后,倾入斜盘,放入140℃烘箱(有氨气保护)烘3.5h ,使聚合反应完全。
冷却,取出弹性体。
产品经
破碎机粉碎后即可膜塑、注射或挤出成型。
2 测试与表征
2.1 TPU 硬度的测定 采用LX -A 模胶硬度计(上海六菱仪器厂)在室温下测定TPU 的硬度。
2.2 TPU 分子量的测定 用G PC 法测定共聚物的
分子量(用美国Water 公司510仪),标准物为单分散聚苯乙烯,溶剂为四氢呋喃。
2.3 TPU 拉伸强度和扯断伸长率的测定 采用微
机控制电子万能试验机(G MT 4000系列,深圳市新三思计量技术有限公司)在室温下测定TPU 拉伸强度和扯断抻长率。
3 结果
3.1 TPU 硬度与温度的关系 TPU 硬段含量30%
质量,NC O/OH =1.0,结构是MDI -BDU -PPG -1025,测定了TPU 弹性体在-20～100℃范围的硬
度变化情况,见表1。
表1 TPU 硬度与温度的关系
温度℃
-20-101020406080100硬度(A )
98
96
88
86
80
78
71
65
备了不同分子量的TPU弹性体,测定了TPU数均分子量M与拉伸强度、伸长率和硬度的关系,见表2。
表2 TPU分子量与拉伸性能、硬度的关系
TPU(Mn)拉伸强度(MPa)伸长率(%)硬度
2400034.856480
3160041.865686
3540048.450387
4060042.748790
4400043.147692
4 讨论
4.1 原料对TPU性能的影响 TP U弹性体配方要求原料室双官能的反应物。
二异氰酸酯室较小的分子,相对分子量为150～250,在TP U中它的功能有2个:首先它作为偶联剂连接大分子二醇组分,生成氨酯稀疏的软段—(C O NHR-NH-C O-O-R1-O)x—;还作为偶联剂连接小二醇扩链剂组分,生成氨酯稠密的硬段—(C O NHR-NH-C O-O-R2-O)r—,双作为偶联剂连接软段和硬段,组成TP U链:—[(C ONHR-NH-C O-O -R1-O)x—(C ONHR-NH-C O-O-R2-O)r]n—。
大分子二醇一定要双官能才能形成线性TPU长链,在TPU弹性体中含量通常约为50%～80%,因此对TPU物理和化学性能有相当影响,如果大分子二醇链结构均一且无取代基,则有利于在TPU中大分子二醇的聚集,因而较高的物理性能。
小分子二醇作为TPU弹性体的扩链剂,在聚合时,扩链剂与二异氰酸酯反应产生富含氨酯的硬段,在TPU中该硬段形成强氢链的微区。
短且开链结构无取代基的扩链剂有利于硬段和氨酯基的聚集,所以含有紧密、对称、环状的核,获得硬度和模量较高的TPU。
4.2 TPU配方的计算 TPU配方的计算必须确定软段分子量、硬段浓度异氰酸酯指数。
在二异氰酸酯、扩链剂和大分子二醇摩尔比固定情况下,需要伸长率高、低温柔性好时选用较高分子量的软段。
在确定了TPU软段分子量之后,必须考虑硬段的含量,硬段对TPU的硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、压缩应力、密度、撕裂强度和玻璃化温度(T g)等,都随硬段含量的增加而增加,伸长率、加弹则下降。
作为弹性体,一般只提供硬度的要求,这是因为
学性能可基本确定了。
异氰酸酯指数的确定,一般情况下,NC O/OH指数可控制在0.95～1.05,实际控制在NC O/OH=0.98～1.02之间。
NC O/OH<1.0时,反应生成纯线性的氨酯;NC O/OH>1.0时,反应除生成线性氨酯外,多余的异氰酸酯基与氨酯基反应生成交联结构。
本文选顶软段分子量为1025,改变二异氰酸酯、扩链剂和大分子二醇摩尔比,制得不同分子量和硬度的TPU产品。
4.3 合成TPU的聚合反应
nOCN-R-NCO
二异氰酸
+
HO-R1-OH
大分子二醇
+
(n-1)HO-R2-OH
扩链剂[(NHCOO-R1-OCONHR)———(NHCOOR2-OCONHR)x]n—氨酸稀疏软段氨酯稠密硬段
4.4 TPU硬度与温度的关系 表1说明,从室温冷却降温到突变温度10℃,硬度无明显变化,在突变温度下,TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性,这是由于软段结晶作用的结果。
TPU从-20～149℃的大跨度温度,硬度变化不大,说明它的耐热和耐低温性能均佳。
4.5 TPU的分子量与硬度、拉伸性能的关系 表2显示了TPU数均分子量Mn与拉伸强度、伸长率和硬度的关系。
数据表明,在25℃时拉伸强度随TPU Mn增加而增加,Mn达40000时趋于平稳,伸长率略有下降,硬度随TPUMn增加有明显的变化。
这是因为Mn的增加,增加了TPU物理交联的网状结构和PU的缠结,从而使TPU链的网状结构刚性增加,伸长率略有下降,硬度明显增加。
【参考文献】
[1]安孟学.聚氨酯弹性体手册[M].北京:化学工业出版
社,2000.529～530
[2]Briber RM,Jhomas E L.Inter facid fracture tourhness between
glassy polymer netw orks[J].J.Ploym Sci-phys,1985,23:
191
[3]Hartman B,Du ffy JV,Lee G F.Thermal and dynamic proper2
ties of polyurethaneures[J].J.Appl.P olym.sci,1988,35(7):
1829
[4]刘 树.聚氨酯工业[M].北京:化学工业出版社,1987.2～4
(本文编辑 周侠君)。