聚酯型聚氨酯-二氧化硅復合材料與低硬度聚氨酯材料的制備與性能.pdf

1、聚氨酯(PU)是一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構的聚合物，具有很好的耐撕裂和耐磨損性，良好的抗臭氧和耐油性，應用廣泛。氣相二氧化硅(俗稱白炭黑)具有粒徑小、多孔、比表面積大、表面活性高等特性，可用于改善橡膠制品的性能。聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO2)復合材料具有優(yōu)良的機械性能和良好的耐熱性能。聚氨酯材料的綜合性能與其組成的多元醇、多異氰酸酯和擴鏈劑小分子二胺的種類有關，還與復合材料的微相結構密切相關。擴鏈劑3，5-二甲硫基甲苯二胺(DM

2、TDA)與常用擴鏈劑MOCA相比，有常溫下為液體，操作方便的優(yōu)點，但是文獻中報導不多，本文基于擴鏈劑DMTDA制備了PU/SiO2復合材料，含有不同交聯(lián)密度微區(qū)的多交聯(lián)聚氨酯材料，并考察了多交聯(lián)體系PU/SiO2復合材料的性能以及不同交聯(lián)方式對性能的影響。
　　 本文以2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI-100)、聚酯多元醇(PEA)、氣相SiO2以及3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)為主要原料，用預聚法合成了PU/SiO2復合

3、材料、多交聯(lián)體系PU材料以及多交聯(lián)體系PU/SiO2復合材料，利用SEM、DSC和力學測試考察了材料的性能，并分析了影響材料性能的主要因素。
　　 SEM分析表明：SiO2粒子在PU基體中分散較好。多交聯(lián)體系PU/SiO2復合材料的拉伸斷裂面呈明顯的凹凸不平狀態(tài)，具有很多纖維狀物連接的丘陵狀的花紋，這種斷裂方式的材料具有更好的韌性和強度。
　　 力學性能測試表明：當預聚體中-NCO基團含量為4[％]左右，加入SiO2粒子

4、能夠明顯提高聚氨酯材料的硬度、拉伸強度和耐撕裂性能，但斷裂伸長率降低。當SiO2添加量為3[％](相對于多元醇的質量分數(shù))時，PU/SiO2復合材料的綜合性能最優(yōu)。
　　 多交聯(lián)聚氨酯材料具有比均一聚氨酯材料更好的耐撕裂性能和斷裂伸長率，拉伸性能區(qū)別不大。多交聯(lián)PU/SiO2復合材料具有比均一PU/SiO2復合材料有更好的耐撕裂性能和斷裂伸長率，并保持了PU/SiO2復合材料良好的拉伸性能。
　　 耐溶劑性能測試說明：多

5、交聯(lián)聚氨酯材料能夠改變均一聚氨酯材料的微相結構，改善耐溶劑性能。
　　 DSC測試說明：加入SiO2粒子和通過多交聯(lián)方式都能夠提高聚氨酯材料的耐熱分解溫度。多交聯(lián)體系材料微區(qū)結構上交聯(lián)密度差異程度不同影響材料的微相分離和耐熱性能。
　　 總的來說，多交聯(lián)體系PU/SiO2復合材料具有優(yōu)良的耐撕裂和耐熱性能，較好的拉伸性能，還有不錯的斷裂伸長率和耐極性溶劑性能。
　　 另外，本文還考察了擴鏈劑和多元醇種類對低硬度聚