有機硅二醇改性澆注型聚氨酯彈性體的合成以及性能研究
本文選題:聚氨酯 + 有機硅二醇; 參考:《太原理工大學》2017年碩士論文
【摘要】:聚氨酯(PU)的原材料品種豐富,合成工藝和方法很多,再加上獨特的分子構(gòu)成,使得材料擁有非常多優(yōu)異的性能,如硬度范圍寬,強度高,杰出的低溫以及耐油、耐磨性能等,在生產(chǎn)、生活的很多方面都有廣泛的應用。然而PU的內(nèi)生熱大,耐水性以及耐候性不好,這些不足限定了其在某些特定環(huán)境下的使用,因此PU的改性就受到業(yè)界的關(guān)注。近年來,關(guān)于有機硅改性聚氨酯復合材料這一課題已有相關(guān)報道,該復合材料與單一的PU材料相較,擁有這兩種材料的性能優(yōu)勢,應用前景非常廣。本課題主要圍繞常規(guī)品種的澆注型聚氨酯彈性體(CPUE),對不同含量有機硅二醇改性CPUE的合成以及性能進行了表征和分析,希望研究的結(jié)果能對實際生產(chǎn)起到一定的促進作用。主要內(nèi)容如下:1.有機硅二醇改性PTMG型澆注型聚氨酯彈性體(CPUE)。采取實驗室常規(guī)的原料-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI),聚四氫呋喃二醇(PTMG)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA),采用化學改性的方法將有機硅二醇引入到聚氨酯分子中,合成了一系列結(jié)構(gòu)相似、有機硅二醇含量不同的PTMG型改性聚氨酯彈性體。通過紅外測試技術(shù)對其分子結(jié)構(gòu)進行了表征。通過應力-應變測試、熱重(TGA)分析、接觸角(CA)測試、耐液體測試、掃面電鏡(SEM)分析和動態(tài)力學性能(DMA)測試等分析手段對彈性體的力學性能、熱穩(wěn)定性、疏水性、耐酸堿性能、表面微觀相狀態(tài)等進行了研究和分析。結(jié)果表明,有機硅二醇的嵌入使得聚氨酯彈性體的力學性能、耐熱性能、疏水性能以及耐酸堿性能等均得到一定程度改善,這與復合體系中的微相分離程度相關(guān)。2.有機硅二醇改性PCL型澆注型聚氨酯彈性體(CPUE)。將PTMG改為聚ε-己內(nèi)酯二醇(PCL-210N),其他原料、方法、表征手段等保持一致。結(jié)果顯示,紅外測試表明有機硅二醇成功地接入到聚氨酯分子鏈中,而不是簡單的機械混合。同樣地,伴隨有機硅二醇的加入,體系微相分離程度增大,這也是導致改性聚氨酯彈性體熱穩(wěn)定性、力學性能、耐水性能等得到改善的原因。與聚醚型不同,隨著有機硅二醇含量的增加,損耗因子tanδ和損耗模量E''先減小后增大。
[Abstract]:The rich variety of raw materials, many synthetic processes and methods, and unique molecular composition make the materials have many excellent properties, such as wide range of hardness, high strength, excellent low temperature, oil resistance, wear resistance, etc. In many aspects of production, life has a wide range of applications. However, due to its high endogenic heat, poor water resistance and poor weather resistance, the modification of pu has attracted much attention due to its limited use in some specific environments. In recent years, there have been related reports on silicone modified polyurethane composites. Compared with a single pu material, the composite has the advantages of the properties of these two materials, and has a wide application prospect. The synthesis and properties of organosilyl modified CPUE with different contents were characterized and analyzed around the conventional cast polyurethane elastomer. It is hoped that the results of the study can promote the actual production to some extent. The main content is as follows: 1. Organosilyl diol modified PTMG cast polyurethane elastomer. In this paper, conventional laboratory raw materials, toluene diisocyanate (TDI), poly (tetrahydrofuranediol) (PTMG) and 3 (3) -dichloro-4- (4) -diaminodiphenyl-methane (MOCAA), were used to introduce organosilyl diol into polyurethane molecules by chemical modification. A series of PTMG modified polyurethane elastomers with similar structure and different content of silicone diol were synthesized. The molecular structure was characterized by IR. The mechanical properties, thermal stability, hydrophobicity, acid and alkali resistance of elastomers were analyzed by means of stress-strain test, thermogravimetric TGA analysis, contact angle CA) test, liquid resistance test, scanning electron microscopy (SEM) analysis and dynamic mechanical properties (DMA) test. The surface microphase states were studied and analyzed. The results showed that the mechanical properties, heat resistance, hydrophobic property and acid-alkali resistance of polyurethane elastomer were improved to some extent by the intercalation of organosilyl, which was related to the degree of microphase separation in the composite system. Organosilyl diol modified PCL cast polyurethane elastomer. The change of PTMG to poly (蔚 -caprolactone) PCL 210N, other raw materials, methods and characterization methods were consistent. The results showed that silicone diol was successfully inserted into the polyurethane molecular chain instead of simple mechanical mixing. Similarly, with the addition of organosilyl, the degree of microphase separation increases, which leads to the improvement of thermal stability, mechanical properties and water resistance of modified polyurethane elastomers. Different from polyether type, loss factor (tan 未) and loss modulus (E') decrease first and then increase with the increase of organosilicon diol content.
【學位授予單位】:太原理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TQ334.1
【參考文獻】
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,本文編號:1809174
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