【碩士】高性能低毒聚氨酯材料的合成與研究

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　　【碩士】高性能低毒聚氨酯材料的合成與研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：天津工業(yè)大學(xué)　　學(xué)位年度：2012　　聚氨酯是由軟段和硬段嵌段構(gòu)成的一種材料。本研究將胺基封端的非異氰酸酯低聚物與聚醚型聚氨酯預(yù)聚體進行嵌段共聚，所獲得的彈性體具有非異氰酸酯特殊的分子內(nèi)氫鍵結(jié)構(gòu)，又具有傳統(tǒng)聚氨酯的微相分離結(jié)構(gòu)。從而該材料兼具有高彈高強、好的水解穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)腐蝕性，應(yīng)用前景廣泛?！　”狙芯恳原h(huán)碳酸酯和異佛爾酮二胺為原料，合成端胺基環(huán)碳酸酯預(yù)聚體，由DSC法確定了最佳的反應(yīng)溫度為82℃，反應(yīng)60rain后，環(huán)碳酸酯基團基本都反應(yīng)完全，在DMF溶劑中反應(yīng)最好，并且產(chǎn)物儲存穩(wěn)定性高。　　通過使用封閉劑對聚醚型聚氨酯預(yù)聚體中的異氰酸酯基進行部分封閉，降低了其與端胺基環(huán)碳酸酯的反應(yīng)速度。并討論了封閉體系的合成工藝，苯酚封閉實驗的合成溫度為100℃，在150---180℃范圍內(nèi)解封：而甲乙酮肟的合成溫度為80℃，解封區(qū)間為120～150℃，反應(yīng)60min后，封閉體系達到平衡。對預(yù)聚體中游離的TDI做了分析，結(jié)果表明直接合成的預(yù)聚體中游離的TDI含量過高，并且降低了產(chǎn)品的力學(xué)性能，可采用萃取法減少游離TDI；在相同機械性能下，非異氰酸酯的使用可以減少TDI的用量，因而可以降低體系的毒性。將非異氰酸酯鏈段嵌段到聚醚型聚氨酯分子中，成功地合成出了高性能低毒的聚氨酯材料。實驗對膠液的成膜工藝進行了討論，結(jié)論如下：甲乙酮肟在140℃下解封效果較好，膜經(jīng)過180s固化后，得到的力學(xué)性能優(yōu)異，伸長100％模量為5MPa，斷裂強度為25．IMPa，斷裂伸長率為424％；而苯酚封閉的體系要在170℃下固化才較為完全，但力學(xué)性能低于甲乙酮肟封閉的。反應(yīng)組分對膜性能的影響較大，當(dāng)NCO值為6．8％，聚醚型預(yù)聚體中NCO含量與非異氰酸酯低聚物中胺基的摩爾配比為l：0．9時，制得了高性能的膜；低分子量的PTMG二元醇制備的膜性能強度高：使用的環(huán)碳酸酯產(chǎn)率越大，膜機械性能越好。制備的高性能PU膜在60℃的溶液中，環(huán)境的酸堿度對膜的力學(xué)性能影響很大，但與常規(guī)聚氨酯相比耐水性大大提高。膜的DSC曲線上顯示存在兩個不同的Tg，表明相分離程度比較明顯：而分別由甲乙酮肟封閉的預(yù)聚體和苯酚封閉的預(yù)聚體而合成的PU膜熱重分析曲線基本一致，說明膜的熱性能基本不受封閉劑的種類的影響。將膜涂覆在織物上，斷裂力較基布有所提高，而撕裂力急劇下降，涂層織物的剝離強度較高?！　　　　　?

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