邻接交联型聚氨酯弹性体的制备与性能

邻接交联型聚氨酯弹性体的制备与性能

赵天宝;赵洪祥;罗明艳;蒋玉湘;周京福;李再峰

【摘要】以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)和交联剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)作为共混软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为扩链剂制备出邻接交联型聚氨酯脲(PUU),研究了硬段含量、交联密度和温度对其力学性能的影响,深入探讨了交联密度对材料热稳定性和低温热性能的影响.采用平衡溶胀法、高低温力学测试、热失重分析法(TGA)、差示扫描量热分析法(DSC)等测试手段对材料的交联密度、力学性能以及热性能进行分析表征.结果表明,当硬段质量分数为39%时,制备的线型PUU力学性能最好;HVA-2的加入增加了PUU的交联密度,提高了材料的热性能和力学性能.当交联密度为0.947×10-3 mol/cm3时,交联型PUU比线型PUU的拉伸强度提高了17.3%,最大分解温度提高了20.1℃,玻璃化转变温度(Tg)增加了5℃.%Adjacency cross-linked polyurethane-urea elastomers were prepared by using hydroxyl-terminated liquid butadiene-nitrile,polytetrahydrofuran glycol,toluene diisocyanate,chain extender 3, 5-dimethyl thio-toluene diamine and N,N′-m-phenylene dimaleimide as the crosslinking agent.The effects of hard segment content,crosslinking density and temperature on the mechanical properties were studied.The influence of the crosslinking density on low temperature thermal performance and thermal stability was also studied.The mechanical properties,crosslinking density and thermal proper-ties were characterized by mechanics test,equilibrium swelling method,TG,DSC.It was found that when the content of hard segment was 39%,the mechanical properties of PUU achieved optimal per-formance.The

crosslinking density of PUU was enhanced by HVA-2,which improved the thermal and mechanical properties of the materials.When the crosslinking density was 0.947×10-3 mol/cm3,the tensile strength,Tg and the maximum decomposition temperature of the cross-linked PUU increased by

17.3%,20.1 ℃ and 5 ℃ respectivly than those of the linear PUU.

【期刊名称】《弹性体》

【年(卷),期】2017(027)002

【总页数】5页(P1-4,28)

【关键词】HTBN;邻接交联;制备;性能

【作者】赵天宝;赵洪祥;罗明艳;蒋玉湘;周京福;李再峰

【作者单位】青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042;青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042;青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042;青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042;青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042;青岛科技大学生态化工国家重点实验室培育基地,山东青岛 266042

【正文语种】中文

【中图分类】TQ323.8

聚氨酯脲弹性体（PUU）在常温下具有高模量、高撕裂强度、高硬度、高弹性等优异的性能，但在高温下，其优异的性能衰减很快，因此，PUU的长期使用温度

一般不超过80℃，短期使用温度不超过120℃［1－3］。

Ahmed等［4］和 Mutsuhisa Furukawa等［5］分别利用环氧基反应生成羟基和支化聚合物多元醇代替传统的线型聚合物二醇，Cai等［6］和Xia等［7］分别制备出氧化石墨烯／聚氨酯和黏土／聚氨酯复合材料，探究了PUU的耐温性。尽管以上研究方法在一定程度上对PUU的耐温性有所提高，但是，制备的PUU是线性结构，线性聚氨酯在高温下氢键解离很快，力学性能衰减很快，难以保持较高的力学性能，并没有从根本上解决聚氨酯高温力学性能较差的难题。

针对以上问题，研究者用纯的端羟基聚丁二烯-丙烯腈（HTBN）制备出邻接交联型PUU，取得了良好的耐温效果，但是制备的弹性体的力学性能相对较差［8－10］。本论文在此基础上，以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）和HTBN作为共混软段结构，N，N-间苯撑双马来酰亚胺（HVA-2）作为交联剂，制备出邻接交联型PUU，通过对材料内部交联网络的控制，制备出高温性能优异的新型聚氨酯弹性体。

1 实验部分

1.1 原料

HTBN：羟值为0.598 2mmol／g，工业品，淄博齐龙化工有限公司；PTMG：PTMG-1000，工业品，青岛宇田化工有限公司；甲苯二异氰酸酯（TDI）：工业品，青岛宇田化工有限公司；3，5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）：工业品，淄博辛龙化学公司；HVA-2：工业品，咸阳三井科工贸有限公司；过氧化二异丙苯（DCP）：工业品，广州金昌盛科技有限公司。

1.2 仪器设备

高低温电子拉力机：AI-7000M型，台湾高铁检测仪器有限公司；邵A橡胶硬度计：0236型，上海险峰电影机械厂；热失重仪：TGASTA449C型，德国NETZSCH公司；差示扫描热分析仪：DSC2041F型，德国NETZSCH公司；电