【碩士】銻類化合物在聚氨酯RIM彈性體中的應(yīng)用

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　　【碩士】銻類化合物在聚氨酯RIM彈性體中的應(yīng)用　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：河南科技大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　 聚氨酯RIM 彈性體(RIM-PUE)作為聚氨酯材料的一個(gè)分支，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、良好的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，可作為結(jié)構(gòu)型部件在許多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但某些性能卻需要不同程度的提高，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等。RIM-PUE的性能除與成型工藝、原料規(guī)格等有關(guān)外，聚醚組分中水分對(duì)RIM-PUE 性能的影響十分顯著。銻類化合物中乙二醇銻可與水反應(yīng)生成氧化銻和乙二醇(EG)，降低聚醚組分中水分含量；而氧化銻可作為增強(qiáng)填料，因此本課題系統(tǒng)研究了銻類化合物在RIM-PUE 中的應(yīng)用?！　? 本文以高活性聚醚、液化MDI、EG 及胺錫復(fù)配催化劑等為主要原料來合成RIM-PUE。首先探討了聚醚組分中水分、乙二醇銻、氧化銻含量對(duì)RIM-PUE 工藝、性能和結(jié)構(gòu)的影響，并測(cè)定了銻類化合物在EG 中的溶解度。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了乙二醇銻與組合聚醚中水分的反應(yīng)特性，探討了含乙二醇銻組合聚醚在制備RIM-PUE 材料中的應(yīng)用。結(jié)果表明：(1)隨著聚醚組分中水分含量的增加，聚合反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；材料的硬度先略微升高，后緩慢下降；材料的密度、撓曲模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率先緩慢下降，后下降顯著；材料的發(fā)泡趨勢(shì)越加明顯。因此，為獲得高性能的RIM-PUE，必須嚴(yán)格控制聚醚組分中水分含量最好控制在0.1%以內(nèi)。(2)隨乙二醇銻含量的增加，制品的密度緩慢上升，硬度和拉伸強(qiáng)度上升較快，而斷裂伸長(zhǎng)率先增至峰值210%后下降，乙二醇銻的結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞；隨氧化銻含量的增加，制品的密度、硬度及拉伸強(qiáng)度緩慢上升，而斷裂伸長(zhǎng)率顯著下降，氧化銻的結(jié)晶結(jié)構(gòu)依然存在；當(dāng)乙二醇銻和氧化銻含量相同時(shí)，乙二醇銻對(duì)聚氨酯體系表現(xiàn)出較高的催化活性，對(duì)復(fù)合材料性能的影響較大。(3)乙二醇銻與水的反應(yīng)：在組合聚醚體系中反應(yīng)較快，在EG 體系中不反應(yīng)，在聚醚體系中反應(yīng)較慢；其反應(yīng)級(jí)數(shù)為n=3，活化能Ea=18.30kJ/mol，指前因子Kc0=5.81912×106，Arrhenius 方程式為c lgK =6.7149-956.01286/T ；在1h 內(nèi)組合聚醚體系中水分濃度急劇降低約50%左右，隨后緩慢降低；乙二醇銻在EG中的溶解度較氧化銻在EG 中的溶解度大。(4)在含乙二醇銻組合聚醚相同貯存時(shí)間內(nèi)增大乙二醇銻/水摩爾比，或在乙二醇銻/水摩爾比相同條件下延長(zhǎng)含乙二醇銻組合聚醚的貯存時(shí)間，可使聚合反應(yīng)時(shí)間逐漸縮短，復(fù)合材料的密度、硬度提高，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率顯著增加；未反應(yīng)的乙二醇粒子和反應(yīng)生成的氧化銻粒子在RIM-PUE 基體中分散較均勻，僅有少量顆粒團(tuán)聚。(5)DSC 分析表明乙二醇銻的添加沒有改變RIM-PUE 微相分離結(jié)構(gòu)，使RIM-PUE 軟段和硬段的玻璃化溫度有所提高；TGA-DTA 分析表明，添加乙二醇銻可使RIM-PUE 耐熱性有所提高。　　　　　　

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