【摘要】：作為一種新型高分子材料,聚硅氧烷-聚氨酯(PDMS-PU)共聚物因其潛在的兼具兩種基元的優(yōu)異性能而備受關(guān)注。然而,傳統(tǒng)的硅羥基或烷羥基與異氰酸酯基縮合制備的聚硅氧烷改性聚氨酯材料,因其不穩(wěn)定的Si-O-C鍵及急需改善的力學(xué)性能,限制了該種材料的工業(yè)轉(zhuǎn)化。為解決上述問題,本文通過雙羥丙基封端聚硅氧烷(PDMS)與二異氰酸酯反應(yīng)制備了聚硅氧烷-聚氨酯(PDMS-PU)彈性體。為實(shí)現(xiàn)該體系的工業(yè)轉(zhuǎn)化,以混煉型PDMS-PU彈性體生膠為基膠,通過加入補(bǔ)強(qiáng)填料和交聯(lián)劑,制備了混煉型PDMS-PU彈性體。探究了生膠、交聯(lián)劑、填料等對(duì)彈性體力學(xué)性能的影響。彈性體拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)8.76 MPa,相應(yīng)扯斷伸長率為342%。然而,以羥丙基PDMS作為多元醇所合成的PDMS-PU彈性體,盡管具有良好的耐熱性,但力學(xué)性能不夠理想。為了改善上述彈性體的力學(xué)性能,本文通過在生膠結(jié)構(gòu)中引入聚醚鏈段(PTMG),用兩步法合成了端羥基的混煉型PDMS-PTMG-PU彈性體生膠。通過探究填料、交聯(lián)劑、生膠等對(duì)彈性體力學(xué)性能的影響,制備了拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)16.31 MPa,相應(yīng)扯斷伸長率為394%的彈性體。為拓展聚醚補(bǔ)強(qiáng)型PDMS-PU的應(yīng)用,本文用兩步法制備了熱塑型PDMS-PTMG-PU高分子材料。通過改變反應(yīng)配比,探究了PDMS/PTMG軟段含量、PU硬段含量、擴(kuò)鏈劑種類等對(duì)彈性體力學(xué)性能的影響及后處理的條件。所制備的熱塑型彈性體拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)38.23 MPa,相應(yīng)扯斷伸長率為694%�？傊�,本論文的聚醚補(bǔ)強(qiáng)型工藝賦予了有機(jī)硅改性聚氨酯材料優(yōu)良的熱力學(xué)性能,為實(shí)現(xiàn)聚硅氧烷-聚氨酯材料的工業(yè)轉(zhuǎn)化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

基元優(yōu)異性能的聚硅氧烷－聚氨酯新材料進(jìn)行研究。逡逑Ｘｕ等設(shè)計(jì)并制備了一系列苯基聚硅氧烷改性聚氨酯／聚脲彈性體（ＳＰＵｓ），逡逑制備過程如圖１．４所示。其中聚硅氧烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％￣４０％。結(jié)果表明，在聚逡逑硅氧烷含量為ｌ0ｗｔ％時(shí)，彈性體力學(xué)性能最好，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)２１．３邋ＭＰａ，隨逡逑著聚硅氧烷含量的增加，材料的力學(xué)性能逐漸降低。且相比于純ＰＵ，改性彈性逡逑體的水接觸角明顯增大。逡逑人邋ｃｈ，0４－ｃｈ２－ｃｈ－ｏ）－ｈ逡逑ＣｐＣＨ３邋Ｖ邋ＣＨ３邋Ｖ邋？ＣＨ＾邋ｎ邋Ｉ邋＇邐？Ｈ３邋ｎ＊逡逑＋邋ＣＨＯ邋十邋ＣＨ２－ＣＨ－0｝－Ｈ逡逑ｉ邋＼邋Ｉ邋Ｉ邋／ｎ邋Ｉ邋Ｉ邐ｃｈ３邋ｎ２逡逑６ＣＨ３邐ＣＨｊ邐ＯＣＨｊ邐ＣＨ２0４－ＣＨ２－ＣＨ－0）＾Ｈ逡逑＾邐Ｎ３０７逡逑ＰＭＰＳ－ＮＨ逡逑ＯＣＮ—ｙ＞－邋ＣＨ２邋＾￣＾邋ＮＣＯ逡逑ＨＭＤＩ逡逑ＮＣＯ邋ＮＣＯ逡逑［ｆｉ逡逑0ＣＮ邐ＶＶＶ？ｌ邐邐邐邐邐邐邋邐ＮＣＯ邐ＳＳＱｒｔｌ０ｌｌｔ逡逑ｊ邋ｊ邐Ｓｏｆｔ邋Ｓｅｇｍｅｎｔ逡逑ＳＰＵ逡逑圖１．４苯基聚硅氧烷改性聚氨酯的制備逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．４邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｈｅｎｙｌ邋ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ逡逑Ｋｉｍ等制備了一種聚兼具高強(qiáng)度、高柔韌性和光學(xué)透明性的聚氨酯－甲基丙逡逑烯酸酯－硅氧烷雜化（ＵＭＳＨ）陶瓷材料，其制備過程如圖１．５所示。經(jīng)研宄，該逡逑材料具有聚氨酯鍵與甲基丙烯酸酯－硅氧烷共聚物分子水平雜化的特點(diǎn)，其撓曲逡逑強(qiáng)度可達(dá)５７４邋ＭＰａ

Ｆｉｇｕｒｅ邋１．５邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＵＭＳＨ逡逑Ｚｈａｏ等采用溶膠－凝膠法制備了一系列側(cè)鏈交聯(lián)的聚硅氧烷聚氨酯共聚物逡逑（ＳＰＵ），，其結(jié)構(gòu)如圖１．６所示，ＳＰＵ是由０？２０％的Ｎ－（正丁基）－３－氨丙基三乙氧基逡逑硅烷（ＨＤＩ－Ｔ）改性的六亞甲基二異辛酯的均聚物和異氰酸酯組成的。結(jié)果表明，逡逑ＨＤＩ－Ｔ與聚氨酯成功結(jié)合，ＨＤＩ－Ｔ（２０％）的加入，材料的結(jié)晶溫度由－２４．４°Ｃ降低逡逑至－３３．５°Ｃ，熔點(diǎn)由２９．１°Ｃ降低至１９．７°Ｃ，其拉伸強(qiáng)度由０．１５邋ＭＰａ提高到０．５５邋ＭＰａ，逡逑楊氏模量由０．４１邋ＭＰａ提高到１．７７邋ＭＰａ，但其扯斷伸長率由１０１９％下降至４７１％［３８］。逡逑、ｖ，邐邐邋邐｜＿邋邐邐邋，邐Ｉ＿＿邋ｉ逡逑二邋Ｓｉ邋—（邐Ｖｗ？（邋）ａ／ｖ（邐ｙｖｖ“＊“＂．＂＂＾Ａ／ｖ（邐Ｖ＞／ｖ（邐）邋－Ｓｉ＊？ｖｗ逡逑ｉ邋１７＾邐ｉ邐ｌ邐＾逡逑圖１．６邋ＳＰＵ的結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．６邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＳＰＵ逡逑一－
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ334.1

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本文編號(hào)：2678132