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1、弹性体,20110425,21(2):44~47研究开发CHINAELASTOMERICS*聚醚型聚氨酯性能的影响因素谢富春,郭福全(洛阳理工学院材料科学与工程系,河南洛阳471023)摘要:采用不同种类的聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂为原料合成聚氨酯,讨论了聚醚多元醇的相对分子质量、二异氰酸酯的结构、软硬段比例、二异氰酸酯指数、扩链剂种类及用量对聚氨酯性能的影响。结果表明:采用高相对分子质量的聚醚,聚氨酯的定伸强度、拉伸强度和撕裂强度下降,断裂伸长率提高;聚氨酯的性能随硬段含量的增加而提高;异氰酸酯指数控制在1.01~1.03左右;扩链剂链长越短,聚氨
2、酯的微相分离程度和力学性能越好;聚氨酯性能随1、4-丁二醇用量的增加而提高,达到一定用量时反而下降。关键词:聚醚;聚氨酯;性能中图分类号:TQ334.1文献标识码:A文章编号:10053174(2011)02004404聚氨酯弹性体,又称聚氨基甲酸酯弹性体,是酯股份有限公司;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI):工一种主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的高分子业级,德国Degussa-Huls公司;乙二醇(EG):工合成材料,一般由聚醚或聚酯等低聚物多元醇与业级,燕山石化总厂;一缩二乙二醇(DEG):工业多异氰酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚合级,日本三
3、菱株式会社;1、4-丁二醇(BDO):工而成。异氰酸酯与低分子多元醇形成硬段,大分业级,日本旭化成株式会社;1,6-己二醇(HD):子多元醇形成软段,由于硬段与具有柔顺性的软工业级,德国巴斯夫公司;二甲基甲酰胺(DMF):段热力学上的不相容性导致了微相分离,这种结工业级,日本旭化成株式会社。构赋予了聚氨酯弹性体优异的性能,其微相结构1.2仪器及设备与诸多因素(大分子多元醇和扩链剂结构等)有LX-A型硬度计:上海六菱仪器厂;NXS-关,这些因素的变化都会影响着软硬段的聚集状11A型粘度计:成都仪器厂;SYP-4202-I型沥[1]态以及力学性能等。聚醚型聚氨酯是一
4、种介于青软化点测定仪:上海吉昌地质仪器有限公司;一般橡胶与塑料之间的材料,既具有橡胶的高弹LJ-5000N拉力机:承德试验机厂。性,又具有塑料的高强度,它的伸长率大、硬度范1.3样品的制备围广,应用领域非常广泛。准确称量一定质量的PEG于500mL三口烧瓶中,加热升温,待其完全熔化后搅拌抽真空。1实验部分内温为110~120、真空度133.3Pa,脱水1.5h1.1原材料后降温至70,按配方迅速加入MDI。逐步升聚乙二醇(PEG-1000、PEG-2000):工业温至(805),恒温计时反应2h,然后降温至级:日本三菱株式会社;甲苯二异氰酸酯(2,4
5、-50,加入扩链剂BDO。同时抽真空脱出气泡,TDI):工业级:日本旭化成株式会社;4、4-二苯温度上升至90时,迅速将胶液倒入已预热的模基甲烷二异氰酸酯(MDI):工业级:烟台万华聚氨具和聚四氟乙烯盘中,置于110烘箱中熟化3~5h。收稿日期:2010-12-17作者简介:谢富春(1980-),男,河南郸城人,讲师,硕士,1.4样品性能测试研究方向为聚氨酯材料的合成与改性。*洛阳理工学院科研项目(2007R201)硬度执行GB5311999标准;粘度执行GB/第2期谢富春,等.聚醚型聚氨酯性能的影响因素45T27941995标准;软化点执行
6、GB45071999由于具有刚性的芳环,硬段内聚能增大,其拉伸强标准。度、定伸强度和撕裂强度等比由脂肪族异氰酸酯力学性能测试:定伸强度执行GB/T12824制得的大。这是因为由TDI或MDI聚合而成,2002标准;拉伸强度执行GB/T5281998标准;存在对称的苯环结构,链段的刚性增加,结晶性增撕裂强度执行GB/T5291999标准;断裂伸长强,链段间易形成硬相微区,使微观结构发生微相率执行GB52882标准。测试条件为:室温25分离,物理机械性能得到提高;但是由于苯环的存,湿度55%。在,抗氧化性和紫外光等性能较差;脂环族的IPDI六元环中没有双
7、键,耐黄变性较好,但力学性2结果与讨论能过低。2.1PEG相对分子质量对聚氨酯性能的影响2.3软硬段比例对聚氨酯性能的影响由表1可看出当软段相对分子质量低时,软表3表明:随着硬段含量的升高,硬度、软化段与硬段的氨基甲酸酯基形成氢键,软段相和硬点及力学强度均升高;断裂伸长率则下降。这是段相相互渗透增加了两相的相容性,从而提高了因为硬段比例增加,氢键密度增大,硬段相易于形模量和强度;软段相对分子质量高时,分子链中成次晶或结晶结构从而增加了物理交联的数量,的H与NH形成的氢键数下降,氢键作用限制了材料的变形,达到同样的形变则需要提高相对减弱,软段相和硬段相
8、分离程度大
