聚氨酯弹性体耐磨性的影响因素.pdf

《聚氨酯弹性体耐磨性的影响因素.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国聚氨酯工业协会第十七次年会论文集·335·聚氨酯弹性体耐磨性能影响因素探讨1112李万捷　牛　浩　刘志培　贾林才（1.太原理工大学化学化工学院，山西太原　030024；2.山西省化工研究所，山西太原　030021）摘　要：以聚醚二元醇（PPG）、聚四氢呋喃二元醇（PTMG）、聚酯二元醇（PEA）、甲苯二异氰酸酯（TDI-80、TDI-100）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-50）和3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷（MOCA）为主要原料，制备了不同类型的聚氨酯弹性体（PUE）。主要讨论了－N

2、CO质量分数、聚合二元醇相对分子质量、二异氰酸酯种类、温度和固体添加剂对PUE的耐磨性能的影响。结果表明：PUE的耐磨性能随着-NCO质量分数的增大而变差，随着聚合二元醇相对分子质量的增加而变好；TDI-100型PUE耐磨性能最佳，TDI-80型和MDI-50型PUE次之；随着温度升高，PUE硬度降低，磨耗值降低；添加少量的固体添加剂，PUE耐磨性能提高。对三种聚合二元醇而言，PEA型PUE耐磨性能最佳，PTMG型PUE次之，PPG型PUE较差。关键词：聚氨酯弹性体；耐磨性能；固体添加剂；聚合二元醇；二异

3、氰酸酯聚氨酯弹性体是一类主链上含有大量氨基甲酸酯基团的高分子合成材料，一般由多元醇、多异氰[1,3]酸酯和扩链剂反应而成，其原料品种繁多，配方多种多样，可调范围大。由于软段和硬段之间热[7,8]力学不相容性，软段及硬段能够通过分散聚集形成独立的微区，具有微相分离结构，从而赋予了聚氨酯弹性体优良的力学性能。其硬度可调范围大，耐磨性能优异，从而被广泛作为耐磨材料使用。但聚氨酯的耐磨性能受各种因素影响较大。本文通过改变二异氰酸酯种类及其异氰酸酯质量分数、[5]改变聚合二元醇种类及其相对分子质量，以及通过添加固体

4、添加剂来制备不同类型的聚氨酯弹性体（PUE），讨论不同因素对聚氨酯弹性体耐磨性能的影响，为聚氨酯弹性体作为耐磨材料使用时提供一定的理论参考依据。1　实验部分1.1　主要原料甲苯二异氰酸酯（TDI-80、TDI-100），二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-50），工业品，德国拜耳（上海）公司；聚氧化丙烯二醇（PPG），工业品，东大化工有限公司；聚己二酸己二醇酯二醇（PEA），工业品，华大化学集团有限公司；聚四氢呋喃（PTMG），工业品，巴斯夫公司；3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷（MOCA），工业品

5、，滨海县星光化工有限公司。1.2　测试仪器WDW-20微机控制电子万能测试仪：吉林省金力测试技术有限公司；邵氏D硬度计：营口市新兴实验机械厂；阿克隆磨耗机：昆山市顺诺仪器有限公司。1.3　聚氨酯弹性体的制备及测试方法将计量的聚合二元醇加入1000ml带有搅拌装置的四口瓶中，加热升温至120℃，在0.085MPa真空度·336·CPUIA　CONFERENCE　2014以上脱水2h，然后冷却至60℃下，加入计量的二异氰酸酯，在80℃左右反应2h，脱泡至预聚体透亮后密封保存。称取一定量的预聚体，加入计量的扩链

6、剂，搅拌均匀后浇注到120℃的力学性能试样模具和磨耗性能试样模具中硫化0.5h后脱模，在100℃的烘箱内后硫化16h，室温放置7天，测试其各项性能。拉伸强度和扯断伸长率参照GB/T528－2009、撕裂强度参照GB/T529－2008、邵氏硬度参照GB/T531.1－2008、耐磨性能参照GB/T1689－1998进行测试。2　结果与讨论2.1　－NCO质量分数对PUE力学性能和耐磨性能的影响以相对分子质量为1000的PPG、PTMG和PEA分别与TDI-100合成预聚体，改变预聚体的-NCO质量分数，所

7、得的PUE力学性能和耐磨性能如表1所示。表1　－NCO质量分数对PUE力学性能和耐磨性能的影响NCO质量分数硬度拉伸强度撕裂强度扯断伸长率磨耗量3%ShoreDMPakN/m%（mm/1.61km）4.026145266225PPG5.0342268557346.3403287311724.028307042017PTMG5.0303673374276.2324084320674.028571076579PEA5.03261145539216.3355413247363[4]由表1可知，随着预聚体－NCO

8、质量分数的提高，PPG型和PTMG型PUE的拉伸强度和撕裂强度逐渐增大，扯断伸长率降低，主要因为提高－NCO质量分数，使得硬段含量增加，相应的软段含量比例减少，分子间氢键和作用力增强，结晶性能也提高；PEA型PUE撕裂强度增大，扯断伸长率降低，拉伸强度则先增大后降低，在5%达到最大。对每种聚合二元醇而言，随－NCO质量分数提高，耐磨性能有所下降；三种聚合二元醇相比较，PEA型PUE耐磨性能最佳，PTMG型PUE次之，PPG型P