高耐熱熱塑性聚氨酯彈性體的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究
發(fā)布時間:2021-11-17 16:57
輪胎是橡膠消耗量最大的制品,大量輪胎磨耗和不可回收的廢舊輪胎會造成環(huán)境污染。傳統(tǒng)的橡膠輪胎材料需要經(jīng)過硫化交聯(lián)和加入納米粒子進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)才能使用,橡膠材料有硫化交聯(lián)之后不可回收和補(bǔ)強(qiáng)之后納米粒子間的摩擦導(dǎo)致高滾動阻力的問題。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計性強(qiáng)、力學(xué)強(qiáng)度高、耐磨、可回收和滾動阻力低等優(yōu)點,有很大的潛力應(yīng)用在輪胎領(lǐng)域中,然而聚氨酯耐熱性差,特別是對于只有物理交聯(lián)的TPU,長期使用溫度不能超過80℃,這限制了其在輪胎領(lǐng)域上的應(yīng)用。改變硬段含量和擴(kuò)鏈劑類型是現(xiàn)有提高TPU耐熱性最主要的方法。甲苯二異氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)是用量最大的二異氰酸酯,然而TDI存在異構(gòu)體和MDI中兩個異氰酸根由于亞甲基作用不在同一平面,使其合成的TPU硬段規(guī)整性不高,導(dǎo)致耐熱性差。同時由于MDI和TDI結(jié)構(gòu)不對稱,合成的TPU動態(tài)生熱高,這也限制了其在輪胎領(lǐng)域中的應(yīng)用。為了提高TPU的耐熱性能,使其符合輪胎材料的要求,擴(kuò)展TPU的應(yīng)用范圍,本論文利用高結(jié)構(gòu)對稱性和高剛性的二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)和1,5-萘二異氰酸酯(NDI),以及...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1異氰酸酯基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)??Fig.?M?The?reaction?of?group?of?Isocyanate??
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對聚??醚聚氨酯的微相分離的影響發(fā)現(xiàn)聚氨酯的微相分離和退火的條件有很大的影響。??Bogart等研宄了不同退火溫度和退火時間對聚氨酯形態(tài)的影響發(fā)現(xiàn),退火有??利于軟硬段重新堆積,進(jìn)而影響微相分離,其DSC與退火條件的關(guān)系結(jié)果如圖??1-3。??A:?B:?P??-——??——卜????i?\?nr?I?'??I?I?——二?y??s?^?^^I??i?\?I?\??l[?^ ̄w??U.,??i?y??—°?二二?r?—?〇?,一??圖1-3?(A-B)不同退火溫度下的聚氨酯的DSC曲線:⑷聚酯型聚氨酯,(B)聚醚型聚??氨酯??Fig.?1-3?(A-B)?DSC?curves?of?polyurethanes?at?different?annealing?temperature:?(A)??polyester-based?polyurethane,?(B)?polyether-based?polyurethane??16??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3D打印在彈性體領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 岳敏,李紅偉,李海燕. 橡膠工業(yè). 2019(10)
[2]含芳雜環(huán)熱塑性聚氨酯彈性體的合成與表征[J]. 鄭夢凱,張聰聰,李伯耿. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2019(04)
[3]注塑和3D打印聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯共聚物共混物形態(tài)和韌性[J]. 付汝興,鄭凱鳴,王梓郡,崔元鵬,高煜楠,劉蓉翾. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(03)
[4]基于不同軟段的聚氨酯彈性體耐熱性能研究[J]. 景欣,王軍威,趙雨花,亢茂青. 聚氨酯工業(yè). 2019(01)
[5]交聯(lián)粘土對硬質(zhì)聚氨酯泡沫燃燒性能的影響[J]. 周旋,岳麗娜,孫英娟,高明. 華北科技學(xué)院學(xué)報. 2019(01)
[6]聚氨酯彈性體的合成與耐熱性能研究[J]. 林興權(quán),林嘉怡,許紫婷,張文選,肖翔. 聚氨酯工業(yè). 2018(06)
[7]原位聚合PUR/納米TiO2復(fù)合材料及其光催化性能[J]. 李偉超,鄧攀,趙精密,解林坤,柴希娟. 工程塑料應(yīng)用. 2018(03)
[8]非充氣輪胎的研究與發(fā)展[J]. 馬祎涵,程鋼,原政軍,秦健. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(01)
[9]熔融沉積成型3D打印ABS材料的改性與應(yīng)用研究[J]. 唐鹿,薛飛,李旺. 化工新型材料. 2017(12)
[10]NDI/MDI基聚氨酯彈性體性能研究[J]. 許雙喜,郭珊珊,張堅強(qiáng),曹彥海,劉培禮,林學(xué)葆. 特種橡膠制品. 2017(05)
博士論文
[1]基于分子組裝技術(shù)構(gòu)建的新型聚氨酯彈性體的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 秦璇.北京化工大學(xué) 2018
[2]異氰酸酯單體的結(jié)構(gòu)對聚氨酯的制備和微相分離形態(tài)的影響[D]. 何勇.華南理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于聚己內(nèi)酯基3D打印材料及可過濾PM2.5納米纖維膜的制備與性能研究[D]. 韓凱.北京化工大學(xué) 2017
[2]基于FDM的ABS類3D打印材料的研究[D]. 方祿輝.華南理工大學(xué) 2016
[3]真空澆注耐熱聚氨酯材料的研究[D]. 羅華.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3501323
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1異氰酸酯基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)??Fig.?M?The?reaction?of?group?of?Isocyanate??
?;?第一章緒論???[8G]研究了?NDI與改性聚己內(nèi)酯二醇制備的NDI型PUE的動態(tài)性能發(fā)現(xiàn),其制備??的樣品的動態(tài)性能好于丁腈橡膠,其研究結(jié)果表明:NDI型PUE可以用在動態(tài)??的場合。??1.3.3.3擴(kuò)鏈劑??擴(kuò)鏈劑是指能促進(jìn)分子量延伸和擴(kuò)展的化合物,聚氨酯材料中主要是用到一??些小分子二醇,原則上分子量低,官能度為2的二醇都可以被當(dāng)做TPU的擴(kuò)鏈??劑。??1.3.4?TPU的合成方法??—步法:??聚合物二元醇????二異氰酸酯??混合頭一?模具一?熱塑性聚氨酯制品??擴(kuò)鏈劑及其他助劑???半預(yù)聚體法:??聚合物__?兀醇?./M?/V?NO?A?dJl???二異氰酸醋組分混合物I??——?混合頭一 ̄?模具一?熱塑性聚氨酯制品??多元醇??^113???B組分混合物???交聯(lián)劑??預(yù)聚體法:??聚合物二元醇__卜_預(yù)聚體??多異氰酸酯???——?混合頭一 ̄?模具一?熱塑性聚氨酯制品??擴(kuò)鏈劑及其他助劑???圖1-2?TPU的合成方法??Fig.?1-2?The?synthetic?methods?of?TPU??TPU的合成方法有一步法、預(yù)聚物法和半預(yù)聚物法,其合成過程如圖1-2所??不〇??一步法顧名思義是指聚醇、擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯和助劑等經(jīng)過混合一次性反??應(yīng)生產(chǎn)TPU的一種方法。一步法的效率高成本低。??9??
對聚??醚聚氨酯的微相分離的影響發(fā)現(xiàn)聚氨酯的微相分離和退火的條件有很大的影響。??Bogart等研宄了不同退火溫度和退火時間對聚氨酯形態(tài)的影響發(fā)現(xiàn),退火有??利于軟硬段重新堆積,進(jìn)而影響微相分離,其DSC與退火條件的關(guān)系結(jié)果如圖??1-3。??A:?B:?P??-——??——卜????i?\?nr?I?'??I?I?——二?y??s?^?^^I??i?\?I?\??l[?^ ̄w??U.,??i?y??—°?二二?r?—?〇?,一??圖1-3?(A-B)不同退火溫度下的聚氨酯的DSC曲線:⑷聚酯型聚氨酯,(B)聚醚型聚??氨酯??Fig.?1-3?(A-B)?DSC?curves?of?polyurethanes?at?different?annealing?temperature:?(A)??polyester-based?polyurethane,?(B)?polyether-based?polyurethane??16??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3D打印在彈性體領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 岳敏,李紅偉,李海燕. 橡膠工業(yè). 2019(10)
[2]含芳雜環(huán)熱塑性聚氨酯彈性體的合成與表征[J]. 鄭夢凱,張聰聰,李伯耿. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2019(04)
[3]注塑和3D打印聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯共聚物共混物形態(tài)和韌性[J]. 付汝興,鄭凱鳴,王梓郡,崔元鵬,高煜楠,劉蓉翾. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(03)
[4]基于不同軟段的聚氨酯彈性體耐熱性能研究[J]. 景欣,王軍威,趙雨花,亢茂青. 聚氨酯工業(yè). 2019(01)
[5]交聯(lián)粘土對硬質(zhì)聚氨酯泡沫燃燒性能的影響[J]. 周旋,岳麗娜,孫英娟,高明. 華北科技學(xué)院學(xué)報. 2019(01)
[6]聚氨酯彈性體的合成與耐熱性能研究[J]. 林興權(quán),林嘉怡,許紫婷,張文選,肖翔. 聚氨酯工業(yè). 2018(06)
[7]原位聚合PUR/納米TiO2復(fù)合材料及其光催化性能[J]. 李偉超,鄧攀,趙精密,解林坤,柴希娟. 工程塑料應(yīng)用. 2018(03)
[8]非充氣輪胎的研究與發(fā)展[J]. 馬祎涵,程鋼,原政軍,秦健. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(01)
[9]熔融沉積成型3D打印ABS材料的改性與應(yīng)用研究[J]. 唐鹿,薛飛,李旺. 化工新型材料. 2017(12)
[10]NDI/MDI基聚氨酯彈性體性能研究[J]. 許雙喜,郭珊珊,張堅強(qiáng),曹彥海,劉培禮,林學(xué)葆. 特種橡膠制品. 2017(05)
博士論文
[1]基于分子組裝技術(shù)構(gòu)建的新型聚氨酯彈性體的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 秦璇.北京化工大學(xué) 2018
[2]異氰酸酯單體的結(jié)構(gòu)對聚氨酯的制備和微相分離形態(tài)的影響[D]. 何勇.華南理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于聚己內(nèi)酯基3D打印材料及可過濾PM2.5納米纖維膜的制備與性能研究[D]. 韓凱.北京化工大學(xué) 2017
[2]基于FDM的ABS類3D打印材料的研究[D]. 方祿輝.華南理工大學(xué) 2016
[3]真空澆注耐熱聚氨酯材料的研究[D]. 羅華.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3501323
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