MDI 聚氨酯動態(tài)生熱

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1、2007年第22卷第2期聚氨酯工業(yè)2007.Vol.22No.2POLYURETHANEINDUSTRY·52·NDI型聚氨酯彈性體動態(tài)生熱性能研究11123甄建軍翟文馮永強(qiáng)梁惠君唐志勇(1.中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所濟(jì)南250031)(2.山東賀友集團(tuán)禹城251200)(3.濟(jì)南普恩聚氨酯有限公司250032)摘要:采用1,52萘二異氰酸酯(NDI)、己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)等原料合成了一種新型耐熱的聚氨酯彈性體。通過動態(tài)力學(xué)性能測試(DMA)和壓縮疲勞溫升試驗(yàn),對NDI型聚氨酯彈性體的動態(tài)性能進(jìn)行了分析研究,并與TDI型聚氨酯彈性體進(jìn)行了比較。結(jié)果表

2、明,NDI型聚氨酯彈性體損耗因子小、儲能模量大、阻尼小、動態(tài)生熱低,耐熱性能比TDI型聚氨酯彈性體好。關(guān)鍵詞:NDI;聚氨酯彈性體;動態(tài)生熱[8]聚氨酯彈性體是由低聚物多元醇、二異氰酸酯異。本實(shí)驗(yàn)以NDI為硬段,聚酯多元醇為軟段,和擴(kuò)鏈劑組成,可分為澆注型、混煉型、熱塑型、反應(yīng)小分子多元醇為擴(kuò)鏈劑,制備了新型耐熱聚氨酯彈注射成型、溶液分散型和噴涂型等6種類型的彈性性體,并對其動態(tài)性能和動態(tài)生熱進(jìn)行了分析研究。體材料。其作為一種合成高分子材料,與其它高分1實(shí)驗(yàn)部分子材料相比,具有自己獨(dú)特的綜合性能,如高強(qiáng)度、高模量、高伸長率、硬度范圍寬、耐油性能優(yōu)異、耐低1.1主要原料

3、溫和耐臭氧老化,其耐磨性能更是突出,因此又俗稱1,52萘二異氰酸酯(NDI),工業(yè)級,日本三井東“耐磨橡膠”[1,2]?，F(xiàn)已在國防、輕紡、交通、油田、亞化學(xué)株式會社;甲苯二異氰酸酯(TDI),工業(yè)級,日本三井武田化學(xué)株式會社;聚己二酸乙二醇丙二機(jī)械、建筑、醫(yī)療和體育等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。醇酯二醇(PEPA,Mn=2000),工業(yè)級,煙臺合成革從20世紀(jì)60年代開始,世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)廠;1,42丁二醇(BDO),分析純,天津鑫源石油化工國家開始研究將澆注型聚氨酯彈性體用于制造輪胎[3～6]公司;3,3′2二氯24,4′2二胺基二苯基甲烷(MOCA),和履帶車輛的行動

4、系統(tǒng)。近幾年來,我國也開日本和歌山精化工業(yè)株式會社。始了將聚氨酯彈性體應(yīng)用于履帶式車輛的行動系統(tǒng)1.2主要設(shè)備和儀器[7]的研究工作。由于現(xiàn)代履帶式車輛的功率增大、真空硫化機(jī),臺灣東毓油壓股份有限公司;車速增快、路況復(fù)雜等原因,決定了其行動系統(tǒng)往往DMA242型同步熱分析儀,德國Netnsch公司;YS-要承受復(fù)雜的動態(tài)載荷,這就要求材料不僅要有好252Ⅱ型壓縮疲勞試驗(yàn)機(jī),上?；C(jī)械四廠。的力學(xué)性能和耐熱性能,而且還要具有優(yōu)異的動態(tài)1.3合成與制備性能和低的動態(tài)生熱特性。由于聚氨酯彈性體分子1.3.1NDI型預(yù)聚體的合成與試樣制備結(jié)構(gòu)中極性基團(tuán)較多,分子內(nèi)力和分子間

5、的作用力稱取一定量的PEPA,在110～120℃、0.13kPa較大,再加上可能存在的其它妨礙單鍵自由旋轉(zhuǎn)的真空度下脫水2h。加入計(jì)量好并研磨細(xì)的NDI,在因素,使得聚氨酯彈性體的應(yīng)力2應(yīng)變不能瞬時達(dá)到快速攪拌下反應(yīng)30min,然后降溫至80～90℃再反平衡,在交變應(yīng)力作用下表現(xiàn)為滯后現(xiàn)象,造成內(nèi)生應(yīng)2h。取樣分析,當(dāng)NCO含量與設(shè)計(jì)值相符時,脫[2]熱,嚴(yán)重影響制品的使用性能。所以,在制備特泡30min,停止反應(yīng),即得NDI型預(yù)聚物。殊需要的制品時,選擇原料很重要。以脫水后的BDO為交聯(lián)劑,取一定量的預(yù)聚物NDI是高熔點(diǎn)芳香族二異氰酸酯,具有剛性芳和交聯(lián)劑攪拌均勻,

6、澆注在120℃預(yù)熱好的模具上,香族萘環(huán)結(jié)構(gòu),其動態(tài)疲勞性能和耐磨性能優(yōu)在真空硫化機(jī)上120℃硫化3h,然后在烘箱110℃·62·聚氨酯工業(yè)第22卷中處理8h,即得NDI型聚氨酯彈性體試樣。表1不同溫度下的2種類型彈性體損耗因子和儲能模量1.3.2TDI型預(yù)聚體的合成與試樣制備TDI型彈性體NDI型彈性體溫度稱取一定量的PEPA,在110～120℃,0.13kPa儲能模量儲能模量℃損耗因子損耗因子真空度下脫水2h。降溫至40～50℃,加入計(jì)量好MPaMPa的TDI,攪拌升溫至(80±5)℃,反應(yīng)2h。取樣分200.13785.230.065104.05400.10067

7、.210.05096.50析,當(dāng)NCO含量與設(shè)計(jì)值相符時,脫泡30min,停止600.07658.180.04095.05反應(yīng),即得TDI型預(yù)聚物。800.05954.950.03395.611000.04754.050.02696.52以MOCA為交聯(lián)劑,取一定量的預(yù)聚物和熔化1200.03653.500.02295.82后的交聯(lián)劑攪拌均勻,澆注在120℃預(yù)熱好的模具1350.03352.780.02192.26上,在真空硫化機(jī)上120℃硫化3h,然后在110℃烘從圖1、圖2和表1中可以看出,在0℃以上的箱中處理8h,即得TDI型聚氨酯彈性體試樣。