低模量寬溫域高阻尼聚氨酯彈性體的研制.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，加速了機(jī)械設(shè)備的高速、高效和自動(dòng)化進(jìn)程，同時(shí)，其帶來(lái)的振動(dòng)、噪聲等問(wèn)題亦越來(lái)越嚴(yán)重。振動(dòng)、噪聲降低機(jī)械設(shè)備性能，降低其穩(wěn)定性，且污染環(huán)境，危害人的身心健康，減振、降噪是亟待解決的問(wèn)題。阻尼技術(shù)是解決減振、降噪問(wèn)題的最重要手段，阻尼材料是阻尼技術(shù)的重中之重。
　　本文以4，4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯（HMDI）、多元醇(PTMG1000和EP3600)與擴(kuò)鏈交聯(lián)劑三異丙醇胺(TIPA)為主要原

2、料，根據(jù)阻尼減振材料所需低模量、寬溫域、高阻尼、耐溫的性能要求，利用基團(tuán)貢獻(xiàn)分子理論、聚合物阻尼機(jī)理等進(jìn)行分子鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用預(yù)聚體兩步法合成了一系列聚氨酯彈性體(PUE)材料。通過(guò)相關(guān)測(cè)試設(shè)備及儀器，對(duì)PUE材料進(jìn)行測(cè)試。研究了異氰酸酯種類、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑種類、R值及配方參數(shù)對(duì)PUE基體性能的影響，并研究對(duì)PUE基體的改性，得出以下結(jié)論:
　　(1)篩選并確定反應(yīng)原材料種類，確定PTMG1000、EP3600、HMDI、TIPA體系

3、可滿足材料要求。
　　(2)通過(guò)性能的相互對(duì)比，確定了符合阻尼減振用基體材料性能要求的各反應(yīng)原料及比例值（-NCO％和R值）。當(dāng)采用HMDI、EP3600、PTMG1000、TIPA原材料，NCO％含量為6.25％、硬段含量為15.30％，R值為1.20時(shí)，HMDI型PUE基體的硬度為41A，拉伸強(qiáng)度為4.387MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為700％，tanδ＞0.30的阻尼溫域＞60℃，遠(yuǎn)高于單一聚合物阻尼溫域，初始熱分解溫度為253℃，

4、100℃熱空氣老化下，15d力學(xué)性能保持率為68％，綜合性能最佳，可基本滿足低模量、寬溫域、高阻尼、耐溫的性能要求。
　　(3)在確定PUE的基本原材料及參數(shù)后，為PUE的IPN改性的制備奠定了基礎(chǔ)，環(huán)氧樹脂分子與聚氨酯分子具有一定的相容性，并參與PUE合成，形成半互穿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，鏈段間相互貫穿、纏結(jié)，形成微相分離結(jié)構(gòu)。通過(guò)添加E-51，制得一系列HMDI型PUE的改性試樣，當(dāng)-NCO％含量為6.25％，硬段含量為15.30％，R

5、值為1.20，E-51添加量為10％時(shí)，PUE的硬度為29A，壓縮永久形變?yōu)?3％，拉伸強(qiáng)度為4.997MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為967.7％，tanδmax為1.220，Tg為-46℃，tanδ＞0.30的阻尼溫域＞75℃，初始熱分解溫度為283℃，約提升30℃，最大失重速率溫度為377℃，約提高60℃，熱老化拉伸性能保持率為73.83％，約提高5％，綜合性能更佳。
　　(4)將不同種類填料加入到體系中，制備一系列PUE/填料復(fù)合材料

6、試樣，并通過(guò)一系列相關(guān)測(cè)試手段進(jìn)行相關(guān)研究。結(jié)果表明，三種復(fù)合材料氫鍵化程度不一，硬度變化趨勢(shì)不一，HGM/PUE與MCC/PUE隨添加量增加而增加，AO80/PUE材料反之;三種復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度隨添加量增加先增加后降低，AO80/PUE斷裂伸長(zhǎng)率一直增加，HGM/PUE一直下降，而MCC/PUE先增加后降低;三種復(fù)合材料都存在微相分離，但HGM/PUE、MCC/PUE存在團(tuán)聚現(xiàn)象，AO80/PUE分散理想;AO80/PUE的Tg向高溫