對(duì)苯二異氰酸酯型聚氨酯彈性體的合成及性能研究

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1、對(duì)苯二異氰酸酯型聚氨酯彈性體的合成及性能研究??文件類型：PDF/AdobeAcrobat??文件大?。鹤止?jié)更多搜索：氰酸聚氨酯彈性體合成及性能研究對(duì)苯二異氰酸酯型聚氨酯彈性體的合成及性能研究黎艷飛龐坤瑋區(qū)志敏(廣州華工百川自控科技有限公司510640)摘要:以對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI),低聚物多元醇和小分子二元醇等為原料合成了PPDI澆注型聚氨酯彈性體,考察了不同低聚物多元醇對(duì)彈性體的物理機(jī)械性能,動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及熱氧老化性能的影響,并與MDI和TDI型聚氨酯彈性體進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,PPDI型聚氨酯彈性體較MDI,TDI型彈性體

2、具有更低的內(nèi)生熱,更高的回彈性,可用于輪胎胎面材料的制備.關(guān)鍵詞:PPDI;聚氨酯彈性體;動(dòng)態(tài)力學(xué)性能;內(nèi)生熱聚氨酯彈性體(PUE)具有高強(qiáng)度,高模量,高伸長(zhǎng)率,高彈性,硬度可調(diào)以及很好的耐油,耐低溫,耐撕裂,耐化學(xué)腐蝕,耐輻射等特點(diǎn),已成功地應(yīng)用于國(guó)防,礦山,機(jī)電,冶金,制鞋,紡織,汽車工業(yè)等領(lǐng)域中.然而,通常的PUE長(zhǎng)期使用溫度不超過(guò)80℃,短期使用溫度不超過(guò)120℃,因此應(yīng)用范圍受到限制[1].胎面材料作為輪胎與地面接觸的部件,直接承擔(dān)著路面對(duì)輪胎的沖擊與磨損,向路面?zhèn)鬟f汽車的牽引和制動(dòng)力,保護(hù)胎體簾線免受機(jī)械損傷,因此對(duì)胎面

3、材料物理機(jī)械性能要求極高,既要有高的耐磨性,高彈性,又要內(nèi)生熱小,有很好的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能.本研究根據(jù)對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI)分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱,規(guī)整,擴(kuò)鏈后的PUE硬段分子致密性高及良好的相分離等特點(diǎn),分別研究了不同低聚物多元醇PPDI體系彈性體性能,并與TDI,MDI型彈性體動(dòng)態(tài)性能比較,制備了動(dòng)態(tài)條件下仍然具有較好綜合力學(xué)性能的PPDI型聚氨酯彈性體,該類彈性體可適用于胎面材料.1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原料聚己二酸乙二醇酯(JW224),Mn=2000,工業(yè)級(jí),無(wú)錫市新鑫聚氨酯有限公司;聚己二酸乙二醇丙二醇酯(CM22183),Mn=20

4、00,工業(yè)級(jí),常州武進(jìn)市三河口聚氨酯廠;聚己內(nèi)酯二醇(PCL),Mn分別為1000,2000,工業(yè)級(jí),日本大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社;聚四氫呋喃醚二醇(PTMG),Mn分別為1000,2000,工業(yè)級(jí),日本三菱化學(xué)株式會(huì)社;甲苯二異氰酸酯(TDI280),工業(yè)級(jí),德國(guó)Bayer公司;二苯基甲烷24,4′2二異氰酸酯(MDI2100),工業(yè)級(jí),煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯股份有限公司;對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI),工業(yè)級(jí),江蘇新沂農(nóng)藥有限公司;3,3′2二氯24,4′2二氨基二苯甲烷(MOCA),氫醌2雙(β2羥乙基)醚(HQEE),工業(yè)級(jí),蘇州湘園特種

5、精細(xì)化工有限公司;1,42丁二醇(BDO),工業(yè)級(jí),山西三維集團(tuán)股份有限公司.1.2彈性體的制備1.2.1預(yù)聚物的合成將低聚物多元醇在100～130℃下真空脫水2～3h,冷卻至70～80℃,將計(jì)量的二異氰酸酯在快速攪拌下加入,自然升溫30min左右并在80～90℃下保溫反應(yīng)2～3h,取樣分析NCO的含量,分析值與設(shè)計(jì)值基本相符后,再真空脫泡20～30min.充氮?dú)饷芊獗４娲?1.2.2彈性體的制備稱取一定量的預(yù)聚體,邊攪拌邊加熱升至一定溫度,真空脫泡1～2min,控制NCO/OH摩爾比為0.95～1.05,在快速攪拌下加入計(jì)量的擴(kuò)

6、鏈劑,并迅速攪拌,真空脫泡約1min,脫泡后澆注到預(yù)熱的模具中,待達(dá)到凝膠點(diǎn)時(shí),加壓硫化30～50min脫模,并在100～110℃的烘箱中后硫化16～24h,即得所需彈性體試片.試片于室溫下放置24h后測(cè)其物理機(jī)械性能及動(dòng)態(tài)性能.1.2.3性能測(cè)試力學(xué)性能測(cè)試:拉伸強(qiáng)度,伸長(zhǎng)率及定伸應(yīng)力按GB/T528—1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定;撕裂強(qiáng)度按GB/122007年第22卷第2期2007.Vol.22No.2聚氨酯工業(yè)POLYURETHANEINDUSTRYT529—1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定;邵A硬度按GB/T531—1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定;回彈性

7、按GB/1681—1991標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定;屈撓(萬(wàn)次)按GB/T1688—1986標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定.動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試:采用日本UBM公司的RheogelE4000型動(dòng)態(tài)力學(xué)儀(DMA)對(duì)PUE樣品進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)分析,頻率為11Hz,升溫速度為3℃/min,升溫范圍為25～220℃.2結(jié)果與討論2.1不同低聚物多元醇的比較2.1.1不同低聚物多元醇對(duì)彈性體性能影響本實(shí)驗(yàn)確定硬段組成為PPDI/BDO,軟段組成分別為PTMG,JW224及PCL,改變軟段結(jié)構(gòu)研究了不同低聚物多元醇對(duì)彈性體力學(xué)性能的影響,結(jié)果見表1.表1不同低聚物多元醇對(duì)彈性體性

8、能的影響彈性體組成1#2#3#邵A硬度918590300%定伸應(yīng)力/MPa10.911.211.5拉伸強(qiáng)度/MPa48.651.753.7伸長(zhǎng)率/%787761706撕裂強(qiáng)度/kNm-1107110114回彈性/%664962屈撓/萬(wàn)