功能性聚氨酯彈性體制備及性能研究.pdf

1、聚氨酯彈性體由軟、硬兩種鏈段嵌段組成,可以對其進行分子設計而賦予材料強度高、韌性好、耐磨、耐油等優(yōu)異性能,它既具有橡膠的高彈性又具有塑料的剛性,被稱之為“耐磨橡膠”;此外聚氨酯彈性體可以采用多種加工方式,正是由于這些特性使得聚氨酯彈性體在工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、生活用品等領域得到了廣泛的應用。但聚氨酯材料易水解、阻燃性能差等缺點限制了其應用范圍的擴大,新型改性技術通過引入功能性元素提高聚氨酯材料的綜合性能,含氟聚氨酯彈性體(FPUEs)由于氟元

2、素的引入,使彈性體具有優(yōu)異的表面性能、化學穩(wěn)定性等一些獨特的性能;含磷聚氨酯彈性體(PPUEs)則由于磷元素的引入使彈性體的阻燃性能提高。本文通過合成兩種新型擴鏈劑:含氟二元胺擴鏈劑和含磷二元胺擴鏈劑,并以此制備了含功能性氟元素及磷元素的聚氨酯彈性體,并對所制備的彈性體性能進行了研究。
　　(1)由鄰氯三氟甲苯和對硝基酚成功合成了一種新型的芳香族含氟二胺:2-三氟甲基-4,4-二硝基二苯醚(TDAP)。通過FTIR、1HNMR、1

3、9FNMR對其結構進行了表征。結果表明:合成的二元胺在分子結構上與預期設定的TDAP的結構完全一致。
　　(2)以TDAP作擴鏈劑,聚四甲基醚二醇(PTMEG)和甲苯二異氰酸酯(TDI)為原料合成了含氟聚氨酯彈性體。在合成過程中通過改變異氰酸酯指數,改變軟段的分子量,調節(jié)聚氨酯的硬段與軟段的組成比例,制備了一系列的含氟聚氨酯彈性體。FPUEs由于氟元素的引入,材料接觸角變大,表面能降低,此外含氟聚氨酯的吸水率遠低于MOCA擴鏈制備

4、的PUE,體現(xiàn)了FPUEs較好的憎水性,并且隨著氟含量的提高表面能下降及憎水性增強的趨勢明顯;TDAP擴鏈制備的含氟聚氨酯彈性體的熱穩(wěn)定性要高于MOCA擴鏈制得的PUE;FPUEs的阻燃性能隨著硬段含量的增加而得到提高,FPUEs同時保持了較好的物理機械性能。
　　(3)由苯基二氯磷酸酯通過一步法成功合成了一種新型的含磷二元胺:苯基二氨基磷酸酯(PDAP)。通過FTIR、1HNMR、31PNMR對其結構進行了表征。結果表明:合成的

5、二元胺在分子結構上與預期設定的PDAP的結構完全一致。
　　(4)以PDAP作擴鏈劑,TDI和聚酯二元醇為原料合成了含磷聚氨酯彈性體。在合成過程中通過改變聚酯二元醇的分子量,調節(jié)聚氨酯的硬段與軟段的組成比例,制備了一系列的含磷聚氨酯彈性體。含磷聚氨酯彈性體PPUEs的起始降解溫度相對MOCA擴鏈制備的PUEs降低,但彈性體的殘?zhí)苛看蠓岣?軟段平均分子量為1213g/mol的PPUE-1(磷含量1.6％)的殘?zhí)柯蔬_到35%;PPU

6、Es殘?zhí)康谋砻孑^為緊致。
　　(5)通過熱失重法研究了聚氨酯材料的熱分解過程,并分別通過積分和微分處理方法計算了各種配方的聚氨酯彈性體的熱分解過程的活化能,并對活化能進行了分析。PTMEG為軟段的聚氨酯彈性體中,MOCA擴鏈制得的聚氨酯彈性體的DTG峰與TDAP擴鏈制得的含氟聚氨酯彈性體的DTG有區(qū)別;在聚酯為軟段的聚氨酯材料中,材料的降解分為兩個階段,含磷聚氨酯彈性體第一階段的熱解活化能低于MOCA擴鏈的聚氨酯PUE-1,但第二