论文部分内容阅读
聚氨酯的多级结构影响着聚氨酯弹性体的性能。聚氨酯结构、性能与温度的相关性研究对制备耐高温聚氨酯弹性体具有重要的意义。本论文以HTBN为软段材料研究了HTBN基聚氨酯弹性体结构与性能,并对HTBN基聚氨酯弹性体结构、性能与温度的相关性进行了深入讨论。论文用FTIR、DSC、TG、力学性能等测试手段系统研究了硬段含量、多异氰酸酯种类、扩链剂种类、软段分子量及种类对聚氨酯(脲)结构与性能的影响。结果表明:在选定的硬段含量范围内,硬段含量的增大,PUU硬段氢键化程度增大,微相分离程度降低,材料的耐热性降低。HDI基PUU的微相分离程度较高,IPDI基PUU拉伸强度达到17.83MPa,TDI基PUU的最高热分解温度为458.8℃。DMTDA扩链的PUU弹性体微相分离较完善,软段的玻璃化转变温度达到-55.2℃,拉伸强度高达21.92MPa。BDO扩链的PU弹性体微相分离完善,起始热分解温度为332.8℃。PDO基PU软段的玻璃化转变温度为-48.2℃,DEG基PU软段拉伸强度高达12.82MPa。HTPB基PU弹性体的微相分离较完善,玻璃化转变温度为-67.1℃;不同腈基含量的HTBN合成的PU耐热性接近。分子量为2000的PTMG合成的PUU玻璃化转变温度低至-74.9℃,随着分子量的增大PUU软段Tg升高。HTBN基PUU的最大热失重温度为458.8℃。论文以HTBN为软段、DMTDA和TDI为硬段合成的PUU弹性体为研究对象,用变温FTIR研究了聚氨酯(脲)弹性体结构与温度的相关性关系。结果表明:随着温度升高,氢键化NH的伸缩振动吸收强度逐渐减弱,吸收谱带位置向高波数移动,振动吸收半峰宽明显变大;氢键化NH的弯曲振动的峰位向低波数移动,吸收强度降低;芳环的C=C弯曲振动吸收峰位移向低波数;氢键化脲羰基的谱带峰位没有太大变化,硬段微区受热发生解离,吸收峰强度逐渐降低;PUU羰基区分峰拟合结果表明,随着温度升高,PUU中有序氢键化羰基的百分含量逐渐减少,而不完善氢键化羰基百分含量先增大,150℃以上后迅速降低;PUU微相分离程度降低。同时,弹性体硬段微区受热解离,材料拉伸强度随温度的升高下降较快;高于100℃后,下降趋势渐缓,高温下的力学性能主要决于软段区内的物理化学作用。