侧基对聚氨酯耐水解性影响研究

论文摘要

聚氨酯具有非常优异的力学强度,粘结、耐冲击、耐磨、耐低温等性能,广泛应用于汽车、建筑、医疗器械、体育制品等多个领域,极具发展前景。聚氨酯合成原料按照多元醇分类,分为聚酯类与聚醚类,聚酯类的聚氨酯力学性能好,但是不耐水解,聚醚类具有很好的耐水解性但是力学性能相对较差。本文通过酯化反应合成了四种含不同侧基结构的聚酯多元醇,采用预聚物法以1,4-丁二醇（BDO）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为扩链剂合成聚氨酯。用傅里叶红外光谱表征了合成产物,差热分析法（DSC）分析了四种聚氨酯的相分离程度,通过水解测试探讨了不同侧基结构对聚氨酯力学性能以及耐水解性的影响。研究结果表明,大侧基的存在影响了聚氨酯的相分离程度,使得力学性能下降,吸水率增加,但是耐水解性增加。在此基础上,本文继续深入研究,选取耐水解性好的与力学性能好的聚酯多元醇进行共聚,利用优势互补,合成力学性能较好耐水解性有所提高的聚氨酯,当含较大侧基结构的聚酯多元醇PEPO-EHO（己二酸-2-乙基-1,3-己二酯聚酯多元醇）的比例在50%左右时,聚氨酯的综合性能较好。聚酯多元醇PEPO-EHO作为本实验合成的新型的聚酯多元醇相比同类聚酯类的多元醇有着优异的耐水解性,对于聚氨酯耐水解方面的研究有着很好的参考研究及应用价值,可以预想,侧基的引入对于聚氨酯耐水解性的提高具有非常重要的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚氨酯概述
• 1.2 聚氨酯化学
• 1.2.1 聚氨酯合成原料
• 1.2.2 聚氨酯的合成反应
• 1.3 聚氨酯性能影响因素
• 1.3.1 聚氨酯的相分离
• 1.3.2 聚氨酯的氢键
• 1.3.3 聚氨酯链结构与机械性能关系
• 1.4 聚氨酯化学的降解
• 1.4.1 聚氨酯水解机理
• 1.4.2 聚氨酯水解影响因素
• 1.4.3 聚氨酯水解研究进展
• 1.4.4 聚氨酯的其它老化降解研究进展
• 1.5 本课题研究目的与意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验试剂与设备
• 2.1.1 实验原料及试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 聚酯多元醇的合成
• 2.2.2 聚氨酯的合成
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 酸值测定
• 2.3.2 羟值测定
• 2.3.3 异氰酸值含量滴定
• 2.3.4 傅里叶红外光谱分析（FTIR）
• 2.3.5 差热分析（DSC）
• 2.3.6 聚酯多元醇的水解分析
• 2.3.7 聚氨酯吸水率测定
• 2.3.8 碱性降解测试
• 2.3.9 聚氨酯水解产物酸值滴定
• 2.3.10 力学性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 聚合物合成工艺探讨
• 3.1.1 聚酯多元醇合成配方及工艺分析
• 3.1.2 聚氨酯配方及工艺分析
• 3.2 聚合物的傅里叶红外光谱分析（FTIR）
• 3.2.1 聚酯多元醇红外光谱分析
• 3.2.2 聚氨酯红外光谱分析
• 3.3 差热测试（DSC）
• 3.4 聚酯多元醇的水解分析
• 3.5 吸水率测定
• 3.6 碱性降解测试
• 3.7 聚氨酯水解产物酸值滴定
• 3.8 力学性能测试
• 3.9 聚氨酯共聚物的性能表征
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 附件