MDI 聚氨酯动态生热

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1、2007年第22卷第2期聚氨酯工业2007.Vol.22No.2POLYURETHANEINDUSTRY·52·NDI型聚氨酯弹性体动态生热性能研究11123甄建军翟文冯永强梁惠君唐志勇(1.中国兵器工业集团第五三研究所济南250031)(2.山东贺友集团禹城251200)(3.济南普恩聚氨酯有限公司250032)摘要:采用1,52萘二异氰酸酯(NDI)、己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)等原料合成了一种新型耐热的聚氨酯弹性体。通过动态力学性能测试(DMA)和压缩疲劳温升试验,对NDI型聚氨酯弹性体的动态性能进行了分析研究,并与TDI型聚氨酯弹性体进行了比较。结果表

2、明,NDI型聚氨酯弹性体损耗因子小、储能模量大、阻尼小、动态生热低,耐热性能比TDI型聚氨酯弹性体好。关键词:NDI;聚氨酯弹性体;动态生热[8]聚氨酯弹性体是由低聚物多元醇、二异氰酸酯异。本实验以NDI为硬段,聚酯多元醇为软段,和扩链剂组成,可分为浇注型、混炼型、热塑型、反应小分子多元醇为扩链剂,制备了新型耐热聚氨酯弹注射成型、溶液分散型和喷涂型等6种类型的弹性性体,并对其动态性能和动态生热进行了分析研究。体材料。其作为一种合成高分子材料,与其它高分1实验部分子材料相比,具有自己独特的综合性能,如高强度、高模量、高伸长率、硬度范围宽、耐油性能优异、耐低1.1主要原料

3、温和耐臭氧老化,其耐磨性能更是突出,因此又俗称1,52萘二异氰酸酯(NDI),工业级,日本三井东“耐磨橡胶”[1,2]。现已在国防、轻纺、交通、油田、亚化学株式会社;甲苯二异氰酸酯(TDI),工业级,日本三井武田化学株式会社;聚己二酸乙二醇丙二机械、建筑、医疗和体育等领域得到了广泛的应用。醇酯二醇(PEPA,Mn=2000),工业级,烟台合成革从20世纪60年代开始,世界上许多工业发达厂;1,42丁二醇(BDO),分析纯,天津鑫源石油化工国家开始研究将浇注型聚氨酯弹性体用于制造轮胎[3～6]公司;3,3′2二氯24,4′2二胺基二苯基甲烷(MOCA),和履带车辆的行动

4、系统。近几年来,我国也开日本和歌山精化工业株式会社。始了将聚氨酯弹性体应用于履带式车辆的行动系统1.2主要设备和仪器[7]的研究工作。由于现代履带式车辆的功率增大、真空硫化机,台湾东毓油压股份有限公司;车速增快、路况复杂等原因,决定了其行动系统往往DMA242型同步热分析仪,德国Netnsch公司;YS-要承受复杂的动态载荷,这就要求材料不仅要有好252Ⅱ型压缩疲劳试验机,上海化工机械四厂。的力学性能和耐热性能,而且还要具有优异的动态1.3合成与制备性能和低的动态生热特性。由于聚氨酯弹性体分子1.3.1NDI型预聚体的合成与试样制备结构中极性基团较多,分子内力和分子间

5、的作用力称取一定量的PEPA,在110～120℃、0.13kPa较大,再加上可能存在的其它妨碍单键自由旋转的真空度下脱水2h。加入计量好并研磨细的NDI,在因素,使得聚氨酯弹性体的应力2应变不能瞬时达到快速搅拌下反应30min,然后降温至80～90℃再反平衡,在交变应力作用下表现为滞后现象,造成内生应2h。取样分析,当NCO含量与设计值相符时,脱[2]热,严重影响制品的使用性能。所以,在制备特泡30min,停止反应,即得NDI型预聚物。殊需要的制品时,选择原料很重要。以脱水后的BDO为交联剂,取一定量的预聚物NDI是高熔点芳香族二异氰酸酯,具有刚性芳和交联剂搅拌均匀,

6、浇注在120℃预热好的模具上,香族萘环结构,其动态疲劳性能和耐磨性能优在真空硫化机上120℃硫化3h,然后在烘箱110℃·62·聚氨酯工业第22卷中处理8h,即得NDI型聚氨酯弹性体试样。表1不同温度下的2种类型弹性体损耗因子和储能模量1.3.2TDI型预聚体的合成与试样制备TDI型弹性体NDI型弹性体温度称取一定量的PEPA,在110～120℃,0.13kPa储能模量储能模量℃损耗因子损耗因子真空度下脱水2h。降温至40～50℃,加入计量好MPaMPa的TDI,搅拌升温至(80±5)℃,反应2h。取样分200.13785.230.065104.05400.10067

7、.210.05096.50析,当NCO含量与设计值相符时,脱泡30min,停止600.07658.180.04095.05反应,即得TDI型预聚物。800.05954.950.03395.611000.04754.050.02696.52以MOCA为交联剂,取一定量的预聚物和熔化1200.03653.500.02295.82后的交联剂搅拌均匀,浇注在120℃预热好的模具1350.03352.780.02192.26上,在真空硫化机上120℃硫化3h,然后在110℃烘从图1、图2和表1中可以看出,在0℃以上的箱中处理8h,即得TDI型聚氨酯弹性体试样。