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1、第24卷第1期胶体与聚合物Vol.24No.12006年3月ChineseJournalofColloid&polymerMar.2006聚硅氧烷/聚醚聚氨酯弹性体的合成与表征文胜李吉贞叶正涛(湖北大学化学与材料科学学院武汉430062)摘要以聚二甲基硅氧烷(PDMS)与聚丁醚(PTMG)为混合软段与4,4'-二苯甲基二异氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇(1,4-BD)制备出一系列的聚氨酯共聚物。用FTIR、DMA、TGA以及AFM分别对共聚物的结构、热性质以及表面形态进行了表征。结果表明,共聚
2、物含有复杂的微相分离结构,而且与纯聚氨酯相比,含硅氧烷的聚氨酯比纯聚氨酯具有更好的热稳定性。关键词聚硅氧烷;聚氨酯;共聚;微相分离;热稳定性聚氨酯既具有塑料的高强度,又具有橡胶的锡,再继续搅拌反应3h后得澄清透明的产物,固弹性和韧性,因此是合成材料工业中具有比橡胶含量约为30%。室温下将制备所得的产物浇注在和塑料性能更为独特的一种新型材料。与传统聚聚四氟乙烯板上成膜,于100℃真空干燥12h。氨酯相比含硅聚氨酯具有优异的抗酸碱与溶剂能1.3性能测试[1,2][3～6]力、良好的热稳定性与阻燃性、
3、高抗湿气共聚物的FTIR图谱用Nicolet公司的A-[7,8]与低收缩性等性能,其中具有良好的绕曲性、VATAR370FTIR仪测定;动态粘弹谱用PE公好的血液兼容性、低毒性以及氧化稳定性的聚二司的DMA-7进行测定,升温速率2℃/min,频率甲基硅氧烷为软段的聚氨酯已经被发展成为生物为1Hz;热稳定性用PE公司的TGA-7进行测材料。本文以聚二甲基硅氧烷与聚丁醚为混合软定,升温速率10℃/min,N2保护;AFM图谱用DI段合成了一系列的聚氨酯共聚物,并对其物性进公司的NanoScopeⅢa
4、原子力显微镜测定。行了表征。2结果与讨论1实验部分2.1结构分析1.1主要原料图1为含35%PDMS的聚氨酯FTIR图谱,-14,4'-二苯甲基二异氰酸酯(MDI),日本TCI由图可知,2200cm左右的-NCO基团特征峰消-1公司生产;聚二甲基硅氧烷(PDMS),日本信越有失,说明聚合反应完全。3300cm左右的-NH伸-1机硅生产;聚丁醚二醇(PTMG),杜邦公司生产;缩振动峰与1700cm的C=O振动峰为生成的-11,4-丁二醇(1,4-BD),四氢呋喃(THF),二甲基氨基甲酸酯基团特征
5、吸收峰,而在1260cm的--1乙酰胺(DMAC),二月硅酸二丁基锡,Aldrich公CH3弯曲振动峰、1020cm的-Si-O-Si-弯曲-1-1司生产。振动峰以及860cm与810cm的-CH3振动峰1.2样品制备为软段PDMS的主要特征吸收峰。另一软段聚醚-1采用溶液聚合一步法合成聚合物,即将4,4'-的特征吸收峰则出现在1080cm。以上各种基团二苯甲基二异氰酸酯,聚二甲基硅氧烷,聚丁醚二特征峰的出现说明了聚氨酯合成是成功的。醇以及扩链剂1,4-丁二醇一次性加入四口反应瓶中,再将二甲基乙
6、酰胺与四氢呋喃按照体积比为1∶1的比例加入,通入N2,于60℃下搅拌反应X收稿日期:2005-11-300.5h左右,加入约1%的催化剂二月硅酸二丁基E-mail:wsgcl007@yahoo.com.cnX20胶体与聚合物第24卷表1不同含量PDMS的聚氨酯Tg值PDMS/%018355370Tg*/℃-/-42-111/-56-99/-34-92/-6-108/-*/左右分别为PDMS软段、PTMG软段的Tg值2.2.2TG图3为18%PDMS的聚氨酯和纯聚氨酯的TG曲线,图中两种聚氨酯均出
7、现了两个明显的失重阶段,通常我们把第一个阶段归咎为硬段的降解,第二阶段归咎为软段的降解。从图3可知加入一定量的PDMS之后,聚氨酯硬段的起始分解温度有所降低、软段的起始分解温度有图1含35%PDMS的聚氨酯FTIR谱所提高,总的来说热稳定性有所提高。2.2热分析2.2.1DMA图2、表1为含18%与35%PDMS的聚氨酯DMA图谱与Tg值,从图2和表1中可以看出,聚硅氧烷聚氨酯含有复杂的微相分离结构,微相分离不仅出现在软硬段之间,其混合的软段之间也出现了一定程度的微相分离。PDMS软段的Tg随着
8、含量的增加而逐渐降低,出现在-92～-111℃之间,而PTMG软段则与之相反,其Tg值随PDMS含量增加而降低,出现在-6～-56℃之间。图3含18%PDMS的聚氨酯与纯聚氨酯的TG曲线2.3表面形态分析图4为不同含量PDMS聚氨酯的AFM相图,图中明亮的区域为MDI与1,4-BD组成的硬段,比较暗的区域为PDMS与PTMG组成的软段。从图中可以看出,与纯聚氨酯相图a相比,含18%PDMS的聚氨酯相图具有更为明显的两相结构,而且随着PDMS含量的增加,图中明亮的区域逐渐减少,这主要是具有极低表面
