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MDI基聚氨酯弹性体耐热性与结构的关系研究认领

被引量： 6

作者：

时昊

学位授予单位：

华南理工大学

摘要：

浇注型聚氨酯弹性体（CPU）以其非常优异的性能著称，它是一种人工合成的高分子材料，有许多其他材料所无法比拟的性能，如高耐磨、耐撕裂、较好的耐溶剂性能等等。但是，聚氨酯弹性体在使用的过程中存在一个极大的缺陷，即耐热性能较差，长期使用温度偏低，无法达到使用要求，大大限制了CPU的使用范围。本文系统研究了软硬段种类、扩链剂等因素对4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）型聚氨酯弹性体的耐热性和动态力学性能的影响规律，用差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）、小角X射线衍射仪（XRD）、动态力学分析仪（DMA）等仪器设备，研究了所制得的聚氨酯弹性体的耐热性能和动态力学性能等。并且通过加入纳米二氧化硅（SiO2）粒子改性的方法，补强聚氨酯弹性体，提升其力学、耐热和动态力学等性能，满足聚氨酯弹性体在高温和动态条件下的性能要求。研究结论如下：（1）完善的微相分离结构有助于提高弹性体回弹，提高弹性体的定伸强度，降低断裂伸长率及拉伸永久变形，并使弹性体获得较小的损耗因子（tanδ），改善材料的动态力学性能，减小动态条件下的内生热，提高材料的耐热性能。（2）分子蒸馏技术有助于改善预聚体的分子结构均一性，改善预聚体的加工工艺性能，并形成更为完善的弹性体结构，促进软硬段的有序排列，形成更为完善的微相分离结构，从而提高弹性体的耐热性。（3）对于MDI型弹性体，采用聚己内酯二元醇（PCL），发现3,3′-二氯–4,4′-二苯基甲烷二胺（MOCA）扩链的弹性体热分解温度最高，芳香族扩链剂氢醌双（2-羟乙基）醚/间苯二酚双（羟乙基）醚（HQEE/HER）样品的热分解温度值明显高于1,4-丁二醇（BDO）扩链的弹性体但略低于MOCA扩链的弹性体。（4）分别用预聚体法和原位聚合法制得了纳米二氧化硅/聚氨酯复合材料，SEM照片显示：预聚体法制备的纳米复合材料，纳米SiO2粒子在其中主要以团聚体存在；通过原位聚合方法合成的纳米复合材料，SiO2粒子在聚氨酯基体中分散比较均匀。（5）纳米SiO2填料在提高材料力学性能的同时，提高了氨基甲酸酯基的热分解温度，并且提高了弹性体的动态力学性能，使材料在动态条件下，产生较低的内生热，提高了材料的耐热性能。

摘要译文

关键词：

聚氨酯弹性体; 耐热性; 动态力学性能; 分子蒸馏; 纳米SiO2

学位年度：

2013

学位类型：

硕士

学科专业：

材料加工工程

导师：

易玉华

中图分类号：

TQ334.1[聚酯弹性体]

学科分类号：

080501[材料学];081702[化学工艺]