耐水解热塑性聚氨酯的合成与研究
热塑性聚氨酯材料具有优异的机械与理化性能，且随着配方的灵活变化，性能可调范围极广，能够满足各行各业的实际应用需求。但在某些领域内受其弱势性能如耐水解性的限制，材料应用效果不佳。有些领域材料需要长期处于被水包覆的环境下，如医疗卫生、电线电缆等行业，热塑性聚氨酯材料耐水解性能较差导致材料机械性能等严重下降，需要频繁更换替代，造成严重浪费。 本文以规整性较好的液化4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(L-MDI)、聚醚二元醇(PTMG1000)、1，4-丁二醇(BDO)、二官能度蓖麻油为主要原料，采用预聚体法制备出一种符合实际需要的耐水解性能良好、高强度、高伸长的热塑性聚氨酯材料。通过相关测试设备及仪器，对TPU材料进行测试。研究了合成原料种类（多元醇、扩链剂）、合成参数（R值、硬段含量）以及改性剂（二官能度蓖麻油、硫酸钡），对TPU材料性能的影响，得出以下结论: (1)筛选并确定了原料使用种类、用量和合成参数，合成了一系列TPU树脂。结果表明，当选用L-MDI、PTMG1000、BDO为原料，预聚体-NCO％为10％，硬段含量为40％，R值为1时，基体树脂硬度为85A，拉伸强度为24.3MPa，断裂伸长率为445％,吸水率为2.27％，接触角大小为94.2°，初始热分解温度为253℃，80℃去离子水浸泡7d后拉伸强度保持率为87.17％,综合性能最优异，可基本满足高强度、高疏水、高耐水解性能要求。 (2)使用二官能度蓖麻油和硫酸钡对TPU树脂进行共聚改性，合成了一系列改性TPU材料。二官能度蓖麻油材料在不形成化学交联网络影响材料加工性能的同时，引入了大量的疏水性脂肪族链段。硫酸钡改性效果较蓖麻油略差。当二官能度蓖麻油添加量占混合多元醇质量的40％时，拉伸强度为16.6MPa，断裂伸长率为505％，吸水率为1.56％，接触角大小为99.5°，80℃去离子水浸泡7d后拉伸强度保持率为94.18％，吸水率降低31.23％，接触角增大5.55％，拉伸强度保持率提高8.04％。综合来看达到了降低吸水率，提高TPU材料表面疏水性和耐水解性能的目的。硫酸钡改性效果较蓖麻油略差。
热塑性聚氨酯;合成工艺;耐水解性能;吸水率;疏水性
北京化工大学
硕士
材料工程
姜志国;孙志勇
2018
中文
TQ323.8;TQ320.6
105
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）