硬段结构对聚氨酯弹性体相容性及阻尼性能的影响

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1、第18卷第4期高分子材料科学与工程Vol.18,No.42002年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJul.2002X硬段结构对聚氨酯弹性体相容性及阻尼性能的影响1,222文庆珍,朱金华,姚树人(1四川大学高分子材料研究所,四川成都610065;2海军工程大学,湖北武汉430033)摘要:合成了一系列含有不同硬段的聚氨酯高聚物,并进行了其动态力学性能和热分析(DSC)测试,结{果表明在PPO(Mn=2000)2MDI2BDO体系中,硬段含量不影响Tg。随着硬段合量的增加,tanD峰值降低并呈线性

2、关系。硬段分布对该聚氨酯体系的相容性及阻尼性能有较大影响。关键词:聚氨酯弹性体;硬段;相容性;阻尼性能中图分类号:TQ334文献标识码:A文章编号:100027555(2002)0420117204聚氨酯是一类使用较多,应用最早的嵌段1.1.1聚氨酯预聚物的合成:在装有搅拌器、[1～3]共聚物。在聚氨酯弹性体中存在着软段相干燥氮气导入管和CaCl2干燥管的500mL三区和硬段相区,软段为聚氨酯提供了低温性能颈瓶中,加入熔化的定量的MDI(烟台产,精制[4]和高弹性,硬段结构可通过选择二异氰酸酯品)液体,在60℃及通氮气(除水分)的条件下和

3、扩链剂加以改变。对称的二异氰酸酯结构易搅拌10min,然后以每分钟60～80滴的速度{发生硬段的结晶,有利于聚氨酯的相分离,如滴加计量的聚氧化丙烯(PPO,Mn=2000,烟台2,42TDI2BDO和2,62TDI2BDO聚氨酯的A松产,工业品),滴加完后,将反应温度维持在75弛出现在同一温度并具有相似的活化能,但是℃左右反应3h,然后取样测定-NCO端基含由于2,62TDI对称性好,可以结晶,它的A松量(二正丁胺法),达到或基本达到理论含量后[5]弛峰就比2,42TDI2BDO的宽。二异氰酸酯的停止反应,即得到MDI2PPO聚氨酯预聚物

4、。含量对聚氨酯的形态结构和动态力学性能有较以2,42TDI代替MDI,以同样的方法合成大影响,其影响程度与二异氰酸酯的结构有得到TDI2PPO聚氨酯预聚物。[6,7]关。但目前还未见硬段结构对以聚氧化丙烯1.1.2聚氨酯弹性体的合成:在聚氨酯预聚物(PPO)和PEO为软段的聚氨酯体系的相容性中,加入计量的1,42丁二醇(上海产,化学纯)和阻尼性能的影响的系统报道。或三甲醇丙烷(上海产,化学纯)扩链,-NCO本文主要讨论硬段浓度、硬段分布、固化温与-OH的摩尔比为1∶1,混合均匀后加热固度对聚氨酯相容性及阻尼性能的影响。发现硬化。固化条件:

5、80℃加热10h,120℃加热12段起了填充剂的作用,硬段分布影响聚氨酯的h。相容性及阻尼性能,因此可以通过聚氨酯的分1.2性能测试子链硬段设计,控制相区相容性来改善材料的动态力学性能测试在日本产DDV2Ë2EA阻尼性能。固化温度对聚氨酯的相容性和阻尼动态粘弹谱仪上进行,测试频率为30Hz,升温性能的影响很大,固化温度与形态结构和阻尼速率为3℃ömin。性能之间的关系,对于在实际应用中取得最佳1.3热谱分析——DSC阻尼效果具有一定的指导作用。DSC分析在岛津公司生产的DT230型热分析仪上进行,测试温度范围为20℃～2501实验部分℃,

6、升温速度为20℃ömin。1.1试样的合成X收稿日期:2001206219;修订日期:2001210229作者简介:文庆珍(1964-),女,博士生.联系人:姚树人.118高分子材料科学与工程2002年2结果与讨论性能见Tab.1,从Tab.1可看出所得的聚氨酯2.1硬段浓度对PPO-MDI-BDO体系阻尼性的Tg与硬段的含量无关。但tanD峰值却随着能的影响硬段浓度的增加而减少,并呈线性关系:{将PPO(Mn=22000)、MDI、BDO以不同tanD=a[u]+b的摩尔比投料,用两步法制得的聚氨酯的阻尼式中:[u]——硬段质量百分数。

7、Tab.1Theeffectofcontentsofhardsegments(Wh)ondampingpropertyofpolyurethanes(PPO-MDI-BDO)PPO∶MDI∶BDO(mol∶mol)wh(mass%)Tg(℃)tanDmaxTemp.range(tanD>0.3)1∶5∶445-260.461-37.8～-10.81∶4∶338.8-260.615-43.6～-1.71∶3.3∶2.334-260.716-40.5～+4.21∶2.6∶1.628-230.868-40.7～+4.21∶2∶122.7-201

8、.191-34.7～+7.1因为MDI和BDO形成的硬段可以紧密堆2.2硬段浓度对PPO-TDI-BDO体系的阻尼积,而且软段分子量较大,相分离严重,相间相性能的影响互作用很小,当硬段含量增加