智能高分子初探——温度响应型聚氨酯材料的研究

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1、同济大学硕士毕业论文专业材料学智能高分子初探一温度响应型聚氨酯材料的研究摘要本论文分为两大部分：形状记忆聚氨酯弹性体以及聚氨酯水蒸气渗透膜。第一部分。以环氧树脂E20为软段，以异氰酸酯4，4一二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))和扩链剂1，4一丁二醇(BDO)为硬段，通过分子设计的方法，选择适当的聚合工艺条件，在实验室合成和制备了温度响应型形状记忆材料～聚氨酯弹性体。本文采用溶液聚合两步法制备了形状记忆聚氨酯弹性体，通过对温度，溶剂，催化剂，反应时间等影响聚合反应的各因素的讨论，确定了该聚合反应的最佳的工艺参数。实验证明，要得到性

2、能优良的聚氨酯弹性体，宜采取溶液聚合两步法，反应温度要控制在80℃，以甲苯为反应介质，不用催化剂，预聚时间控制在90min以内，扩链时间控制在lOmin以内。本文采用常压下溶液浇注成型的方式，制备了聚氨酯弹性体试样；通过凝胶色谱分析(GPC)、傅立叶红外光谱分析、热分析DSC和c!TA等对聚合产物进行结构和性能的表征；采用膨胀计法测试了聚氨酯的玻璃化转变温度Tg；通过弯曲角度回复实验和拉伸回复实验表征了聚氨酯弹性体的形状记忆效应。实验结果表明，所得到的聚氨酯材料室温下的形状记忆固定率大于95％：在80℃下形状回复率大于98％；

3、在80℃以上形状回复时间均在5秒以内，优于文献报道值口¨；在相同温度下，硬段含量越高，形状回复时间越短。最后本文讨论了聚氨酯软硬段比例，材料热历史等对形状记忆效应，微相分离情况以及光学透明性能的影响。第二部分：以PEG(分子量2000～6000)聚醚二元醇为软段，以2，4一甲苯二异氰酸酯(TDI)，扩链剂l，4一丁二醇(BDO)，交联剂甘油(丙三醇)为硬段，通过分子设计的方法，选择适当的聚合工艺条件，在实验室合成和制备了具有水蒸气渗透功能的聚氨酯薄膜。实验中采用溶液聚合两步法制备了具有水蒸气渗透功能的聚氨酯薄膜，通过对温度，溶

4、剂，催化剂，反应时间等影响聚合反应的各因素的讨论，确定该聚合页码(1)同济人学硕士毕业论文专业材料学2●一反应的最佳的工艺参数。实验证明，要得到综合性能良好的水汽渗透性聚氨酯膜，宜采取溶液聚合两步法，反应温度控制在80℃，以甲苯为反应介质，控制催化剂添加时间及用量，预聚时间控制在120min左右，扩链时间控制在60min左右，交联时间控制在3min以内和交联剂用量控制在6％以内。本文讨论了不同温度，压力，软段含量对聚氨酯膜水蒸气渗透性能的影响，结果表明所得聚氨酯膜的水蒸气渗透性能会随着环境压力，温度的上升，亲水链段的增加而上升

5、。关键字：智能材料形状记忆聚氨酯溶液聚合水蒸气渗透性页码(2)同济大学硕士毕业论文专业材料学3．__’__●__．●_-____●_--_-__。_。_-___I●--___-_·-___●●_I____-●-___---_--●_●-___’。。_。。。。。。。__’-‘。‘‘。●‘。。。。。’。●-●。。。。。，’‘Smartpolymer--TemperatureSensitiveShapeMemoryPolyurethaneAbstractThepaperincludestwoparts：Thepolyurethane

6、withshapememo叫functionandthepolyurethanethinfilmwithwater-vaporpermeability．’Firstpart：11他polyurethane，whichconsistsofasortofamorphoussoftsegmentfromepoxyresin(E20)，asortofhalf-crystallinehardsegmentfrom4,4'-diphenylmethanediisocyanate(MDI)andchainextender1，4-butane

7、diol(BDO)，wassynthesizedbythewayofmoleculardesign．Itisakindoftemperaturesensitivesmartpolymer谢thshapememoryfunction．Theshapememorypolyurethanewaspreparedbytwo-stepsolutionpolymerization．ThepolymerizationprocessfactorssuchaStemperature，reactiontime，solutionchoosingan

8、dSOonareoptimized．ItWasprovedthatiftheprepolymerizationreactedat80℃for90rainandthentheprepolymerWaschain·extendedwithBD0withinl0min．perfor