有機硅嵌段聚氨酯-環(huán)氧丙烯酸酯IPN的制備與性能研究.pdf

1、聚氨酯獨特的分子結(jié)構(gòu)賦予材料較好的耐磨性、粘結(jié)性、耐溶劑性、相容性、性能可調(diào)節(jié)性等性能，使其廣泛的應(yīng)用在各個行業(yè)領(lǐng)域中。其中聚醚型聚氨酯具有良好的低溫柔順性，耐水解性，優(yōu)良的加工性能，但較低的力學(xué)性能及耐熱性能等限制了其廣泛的應(yīng)用。本文通過對聚醚型聚氨酯進(jìn)行有機硅嵌段改性，引入環(huán)氧丙烯酸酯進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互穿制備出同步IPN，結(jié)合兩個體系的特性來改善聚氨酯的力學(xué)性能、耐熱性、耐久性等性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
　　(1)論文合成了羥基硅油嵌段

2、聚醚聚氨酯預(yù)聚體(PUS)，低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(EA)與改性環(huán)氧丙烯酸酯(EAS)并通過紅外光譜法(FT-IR)，掃描電子顯微鏡(SEM)，萬能試驗機，差式掃描量熱法(DSC)，熱重分析法(TG)等對所合成聚合物的結(jié)構(gòu)，性能等進(jìn)行了表征。PUS預(yù)聚體的羥基硅油含量在5％左右，其拉伸強度是1.56MPa，斷裂伸長率為425％，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍在-48.3℃到-30.2℃，熱分解溫度是356.9℃。SEM觀察表明有機硅嵌段聚氨酯存在微相分

3、離結(jié)構(gòu)，影響著聚合物的力學(xué)性能。有機硅的加入可以提高聚氨酯的耐紫外老化性能，在一定程度上提高了聚氨酯的耐候性。
　　(2)以低粘度環(huán)氧樹脂(JY-256)與丙烯酸在催化劑（四丁基溴化氨），阻聚劑（2.6-二叔丁基對甲酚），110℃條件下合成了粘度為10280mPa.s的EA;之后通過KH570對EA改性，封閉EA鏈上的羥基，同時引入側(cè)鏈雙鍵，合成EAS。通過紅外分析驗證了其結(jié)構(gòu)，并對其熱性能進(jìn)行了分析。
　　(3)在無溶劑條

4、件下，以本體聚合法成功制備出以有機硅嵌段聚醚聚氨酯(PUS)為第一網(wǎng)絡(luò)體系，以環(huán)氧丙烯酸酯(EA)為第二體系的同步接枝互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（接枝IPN）和以改性環(huán)氧丙烯酸酯(EAS)為第二體系的同步互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)。經(jīng)光固化后對樣品性能分析，接枝IPN的力學(xué)性能在隨EA含量增加而升高，IPN的力學(xué)性能在EAS含量到30％后開始下降。接枝IPN在EA體系含量為20％時拉伸強度在7.5Mpa左右，相比PU強度提高403％，相比PUS提高4

5、80％，斷裂伸長率在280％左右。所制備IPN在EAS體系含量為30％時，拉伸強度在8.19Mpa左右，相比PU強度提高440％，相比PUS提高525％，斷裂伸長率在400％左右。
　　(4)分別對接枝IPN，IPN的熱性能進(jìn)行測試。得出所制備接枝IPN，IPN均是單一Tg，接枝IPN的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍在-49.1℃到-36.4℃，IPN的在-40.5℃到-18.8℃。兩者熱分解趨勢一致，相比于PUS的熱分解溫度356.9℃，接

6、枝IPN與IPN的熱分解溫度分別為359.9℃和359.0℃，其熱性能均有所提高。從EAS體系結(jié)合TG曲線可以看出，隨著EAS含量的增加，IPN的熱分解溫度較PUS逐漸升高并向EAS體系靠近。
　　(5)掃描電子顯微鏡結(jié)果表明，材料斷面形貌隨著成分變化而變化，但接枝IPN與IPN并沒出現(xiàn)宏觀相分離，仍處于聚氨酯本身所具備的軟硬段的微相分離狀態(tài)。證明在一定范圍內(nèi)，兩個體系之間發(fā)生網(wǎng)絡(luò)互穿，兩個網(wǎng)絡(luò)形成微相分離結(jié)構(gòu)，使材料結(jié)合了兩個體