不同软段结构聚氨酯_酰亚胺嵌段共聚物的合成及热性能研究

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1、第2期高　分　子　学　报No.22002年4月ACTAPOLYMERICASINICAApr.,2002不同软段结构聚氨酯2酰亚胺嵌段共聚物的合成3及热性能研究1,212刘　瑾　马德柱　陈晓明(12中国科学技术大学高分子科学与工程系　合肥　230026)(安徽建筑工业学院　合肥　230022)摘　要　用二步法合成了不同软段(PPO,PEG,PEPA)聚氨酯2酰亚胺(PUI)嵌段共聚物,FTIR光谱表征了所有合成PUI分子主链均含有酰亚胺链段,并研究了PUI嵌段共聚物的热性能受软段类型及长度的影响.DSC研究表明聚酯型PUI的软硬段

2、之间的相容性比聚醚型PUI好,随相同软段分子量的增加,PUI体系的软硬段兼容性变差,并显示了相分离的特征;热失重(TGA)研究得出不同软段的PUI样品的热稳定性大小顺序为:PEPA2PUI>PEG2PUI>PPO2PUI;动态力学(DMTA)研究给出了所合成的PUI样品在50～200℃范围内均出现了较长的模量平台显示出有较好的耐热性,且随硬段含量的升高其储能模量不断增强.关键词　聚氨酯2酰亚胺,合成,软硬段结构,热性能　　热塑性聚氨酯(TPU)具有良好的物理、机械胺)嵌段共聚物的合成及性能的研究工作,特别是性能,已广泛应用于机电、

3、船舶、航空、车辆、土木最近,含酰亚胺基团的嵌段共聚物在微电子、特种建筑、轻工、纺织等部门.在材料工业中占有相当涂料、液晶及气体分离膜等领域发现有很重要的[1][7～12]地位.但热塑性聚氨酯的耐热性较差,使用温度应用,因而得到了广泛的重视.然而,系统研不超过80～100℃,另外由于主链上含有易水解究不同软段结构PUI的合成及热性能的工作不的氨基甲酸酯基团,耐水性较差,尤其在碱性条件多,影响了人们对PUI嵌段共聚物的全面认识和下更甚.这在一定程度上限制了TPU材料在工程应用.技术领域的应用.聚酰亚胺是一类主链上含有酰为了进一步研究不

4、同软段结构对聚氨酯酰亚亚胺环的聚合物,由于其具有突出的综合性能已胺材料热性能及力学性能的影响,本文用二步法在薄膜绝缘材料、耐高温涂料、先进的航天航空复合成了不同软段PUI嵌段共聚物,得到了一种具合材料、防弹、防水织物纤维、耐高温泡沫、塑料、有较高耐热性且不失原有热塑性弹性体特征的新高温结构胶及光电材料等领域有十分重要的应型高分子材料,并研究了不同软段结构对PUI热用,但是在经过40年之后仍未成为一个更大的品性能的影响.[2]种的主要原因是成本太高.同时聚酰亚胺的刚1　实验部分性及不溶不熔性也决定了其在制备加工工艺上存在很多难题.让

5、这两类重要的聚合物相互改性,制111　原料备出一种新型的高分子材料品种,早已引起高分聚环氧丙烷二醇(PPO)(Mn=2300),由南京子科学工作者们的重视.塑料厂提供.聚环氧乙烷二醇(PEG)(Mn=2200,早在100多年前就已发现了酸酐与异氰酸酯Mn=1031)由上海试剂厂购置;聚己二酸乙二醇[3]反应生成酰亚胺,70年代初Farrissey等首先利丙二醇酯(PEPA)(Mn=2000,Mn=1300)由燕台用小分子二异氰酸脂和二酸酐反应制备出了一种合成革厂提供;4,42二苯甲烷二异氰酸脂(MDI)由[4]聚酰亚胺的发泡材料.

6、80年代中期,Shinde和德国拜耳公司购置;均苯四甲酸酐(PMDA),化学Ghatge开始利用异氰酸酯和酸酐的快速反应,首纯,上海试剂一厂试剂,用前经真空升华处理;N,次将酰亚胺杂环结构引入了线型聚氨酯主链N2二甲基甲酰胺(DMF)用前经014nm分子筛干[5][6]上.随后我国程海涛等开始了聚(氨酯2酰亚燥24h后蒸馏提纯.32001206212收稿,2001208212修稿;安徽省自然科学基金资助项目(基金号98542743)221©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublish

7、ingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net222高　　分　　子　　学　　报2002年112　仪器溶剂30℃恒温下测试见表1.红外光谱分析在WQF2300型(北京瑞利光学113PUI样品的合成-1仪器厂生产,扫描范围4000～500cm,32次扫PUI嵌段共聚物按二步法工艺路线合成见图-1描,分辨率1cm)上进行,所有PUI样品均为KBr示1.首先将羟基封端的软段(PEG、PPO、PEPA)在晶片上涂膜除溶剂后测试.20Pa真空度105℃下加热脱气115h,然后冷却至热分析在Perk

8、in2ElmerPyrislDSC仪上进行,70℃,按NCOPOH=2P1摩尔比加入MDI,并在样品用量10mg高纯He气保护,温度和热焓用纯70℃下反应1h后加入DMF,继续在搅拌下反应In校正,先加热样品至200℃恒温3min后,以2h后得固含