热塑性聚氨酯弹性体性能的研究

论文摘要

热塑性聚氨酯弹性体因其结构特性,具有强度高,弹性好,使用硬度范围宽,力学性能优异,因此被广泛应用于煤矿、汽车、机械、纺织等的各个领域。热塑性聚氨酯的熔体流动性对加工性能亦十分重要,只有兼顾优良的力学性能和熔体流动性,热塑性聚氨酯才能有更广泛的应用。但是在热塑性聚氨酯中,分子量、熔体流动性及力学强度是相互矛盾的,且在TPU合成过程中难以控制。为了使热塑性聚氨酯弹性体在保持热塑性的同时又能提高力学强度,将端羟基聚苯乙烯引入到聚氨酯体系中,用单端羟基聚苯乙烯与聚氨酯预聚体反应合成一种聚苯乙烯/聚氨酯/聚苯乙烯体系的聚合物（SPUS）,提出了一种聚苯乙烯改性聚氨酯的新方法。并对SPUS的结构进行表征,包括：FTIR、GPC、DMA、XRD、TEM等。TEM的结果表明聚氨酯相能和聚苯乙烯相产生较好的相分离；同时又研究了添加单端羟基聚苯乙烯对SPUS力学性能的影响,结果表明与分子量相同的TPU相比,SPUS既保持了一定的熔体流动性,又能显著提高力学强度；对于不同分子量的端羟基聚苯乙烯,随着聚苯乙烯含量的增加,可以显著的提高嵌段聚合物的拉伸强度,但会使断裂伸长率下降。当端羟基聚苯乙烯分子量为10000,合成的SPUS中聚苯乙烯质量分数为25%时,SPUS具有最佳的力学强度。以聚合物多元醇为软段,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和不同小分子的二元醇为硬段,采用预聚体法合成热塑性聚氨酯。本文讨论了异氰酸酯指数、不同扩链剂、以及混合扩链剂的摩尔比对热塑性聚氨酯性能的影响。结果表明当异氰酸酯指数为0.99时,热塑性聚氨酯的综合性能最佳；一缩二乙二醇和聚已二酸丁二醇酯为原料合成的TPU具有最佳的力学性能；双酚A做扩链剂合成出来的TPU具有优异的熔体流动性；当双酚A与一缩二乙二醇摩尔比为1/3时,聚醚型热塑性聚氨酯在保持一定力学强度的同时又具有较好的熔体流动性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 第1.1节 聚氨酯概述
• 1.1.1 聚氨酯简介
• 1.1.2 聚氨酯化学
• 1.1.3 合成聚氨酯的原料
• 第1.2节 聚氨酯弹性体
• 1.2.1 热塑性聚氨酯弹性体的概述
• 1.2.2 聚氨酯弹性体的发展概况
• 1.2.3 聚氨酯弹性体的基本分类
• 1.2.4 聚氨酯弹性体的结构和性能
• 1.2.5 聚氨酯弹性体的应用
• 1.2.6 聚氨酯弹性体新产品的开发
• 第1.3节 热塑性嵌段共聚物简介
• 第1.4节 聚苯乙烯改性聚氨酯的研究现状
• 第1.5节 课题的提出
• 第二章 热塑性聚氨酯弹性体性能的研究
• 第2.1节 实验部分
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3. 合成反应
• 2.1.4 分析和测试
• 第2.2节 结果与讨论
• 2.2.1 NCO/OH物质的量对TPU性能的影响
• 2.2.2 不同扩链剂对TPU性能的影响
• 2.2.3 不同聚合物多元醇对TPU力学性能的影响
• 2.2.4 不同一缩二乙二醇与PBA的物质的量比对TPU力学性能的影响
• 第2.3节 本章小结
• 第三章 聚苯乙烯/聚氨酯/聚苯乙烯（SPUS）性能的研究
• 第3.1节 实验部分
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 合成反应
• 3.1.4 分析和测试
• 第3.2节 结果与讨论
• 3.2.1 反应条件的确定
• 3.2.2 SPUS的GPC表征
• 3.2.3 SPUS的红外光谱分析
• 3.2.4 SPUS的热分析
• 3.2.5 SPUS的XRD表征
• 3.2.6 SPUS的动态力学性能分析
• 3.2.7 SPUS的透射电镜表征
• 3.2.8 SPUS的软化点测定
• 3.2.9 SPUS的力学性能表征
• 第3.3节 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者和导师简介
• 研究成果及发表的学术论文及专利
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书