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聚氨酯(PU)因其性能调节范围宽,可在塑料、弹性体、胶粘剂、涂料、纤维等领域获得广泛应用。然而,通用PU存在耐热性不足问题,高于100℃情况下长期使用会使其性能加速弱化。因此,拓宽PU使用温度范围,开发高耐热性聚氨酯则成为聚氨酯界研究的热点问题之一。提高聚氨酯的耐热性,可通过在聚氨酯链结构中引入耐热性基团,如:噁唑烷酮环(OX环)、异氰脲酸酯环(IS环)、酰亚胺基等,其中尤以引入OX环和IS环较易。目前,关于含IS环PU材料的研究与应用报道较多,且多集中于聚异氰脲酸酯泡沫(PIR);而关于含OX环PU材料的研究集中于OX环形成条件和OX环反应动力学方面,选用的异氰酸酯化合物、环氧化合物多数为单官能度,且研究体系多数为稀溶液,因此鲜见含OX环PU材料性能方面报道。为此,本文在先行研究通用聚氨酯弹性体(PUE)耐热性基础上,系统探讨含OX环PUE的制备工艺与性能。采用一步法,由聚醚多元醇330N、乙二醇、液化MDI、复配催化剂制备通用PUE试样,考察热处理温度与热处理时间对通用PUE性能及表观特性的影响,并对通用PUE试样进行热重分析。结果发现:120℃下,短时间热处理可使通用PUE的综合性能提高;但升高热处理温度、延长热处理时间,通用PUE的机械性能均呈下降趋势;通用PUE试样的热分解初始温度为260℃,残留量几乎为0,耐热性不佳。参照文献,在选定反应温度(150℃、170℃)下,以330N、液化MDI、环氧669(或E-44)为主要原料,探讨含OX环PUE的制备方法、催化剂种类及其添加量对含OX环PUE性能及表观特性的影响。结果发现:含OX环PUE制备,宜选一步法,以2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)为催化剂(其适宜用量约为总物料质量的0.3%),在150℃以上可制得表观质量高、机械性能较佳含OX环PUE试样。以330N、液化MDI、环氧669(或E-44)为原料,R值为1.05,DMP-30为总物料量0.3%,一步法制备669-PUE(或E-44-PUE)试样,考察环氧树脂种类、用量以及反应温度对含OX环PUE试样结构与性能影响。结果发现:(1)在相同反应温度下,随着669(或E-44)含量的增加,试样的密度变化不大,硬度、拉伸强度增大,断裂伸长率下降;669含量相同时,170℃下所制试样的密度、硬度、拉伸强度与150℃下所制试样相差不大,但170℃下试样的断裂伸长率较高;E-44含量相同时,170℃下所制试样的密度与150℃下所制试样相差不大,但试样硬度、拉伸强度、断裂伸长率略优。(2)FTIR表明,669(或E-44)含量相同时,170℃下所制试样OX环上C=O特征吸收峰明显强于150℃下试样对应吸收峰,其中669-PUE-170℃试样OX上环C=O特征吸收峰强度随669含量的增加而增加。(3)XRD表明,试样669-PUE(或E-44-PUE)均存在微相分离结构,且669(或E-44)含量较高时试样2θ衍射角均向小角度方向偏移。(4)DSC表明,试样669-PUE、试样E-44-PUE的玻璃化转变温度Tg分别在-58℃左右、-56℃左右;同一温度下,环氧669(或E-44)含量高时试样的Tg较低;669(或E-44)含量相同时,制样温度较高时试样的Tg较低。(5)TG表明,669-PUE试样、E-44-PUE试样的初始热分解温度分别在300℃、340℃,最大热失重速率均在400℃且残留量高,表明含OX环PUE的耐热性明显优于通用PUE。