【硕士】耐高温型聚氨酯脲材料的制备与性能

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内容简介

　　【硕士】耐高温型聚氨酯脲材料的制备与性能　　授予学位：硕士　　学位授予单位：青岛科技大学　　学位年度：2009　　 本论文制备加工出系列液体丁腈橡胶基聚氨酯脲弹性体及丁腈橡胶复合材料，采用傅里叶变化红外、透射电镜、X射线衍射、材料拉伸机、热失重、动态粘弹等分析测试仪器对材料的结构与性能进行了深入研究。本论文研究内容由以下四部分构成：　　 第一部分以端羟基液体丁腈橡胶(HTBN)与聚四氢呋喃二醇混合物(PTMG)为软段材料制备出邻接交联型液体丁腈橡胶改性的聚氨酯脲弹性体。实验结果表明：随着丁腈橡胶在聚合物多元醇中含量的增大，材料的力学性能逐渐降低，软段的最快热失重速率对应的温度逐渐升高，聚氨酯的稳定性改善较大；常温下PUU弹性体的力学性能、断裂伸长率和永久变形均随自由基引发剂双二五用量的增加而逐渐降低，然而材料的耐温性能得到改善，最大分解温度提高近10℃；变温场下，随着温度的升高，材料的高温力学性能保留率、回弹性均表现出增加的趋势，而硬度逐渐降低；材料不出现软化现象，表现出较好的高温尺寸稳定性：加工出的系列密封件，模拟的胜利油田井下条件，承压15 MPa，持续承压14天，表现出良好的耐热性能。　　 第二部分探讨了异氰脲酸酯合成的最佳反应条件，研究了异氰脲酸酯对不同基体的聚氨酯脲弹性体材料的力学性能和热性能的影响。结果表明：异氰脲酸酯合成的最佳反应温度为50℃，最佳催化剂浓度为O．05％；随着三聚反应的进行，在1706 cm以处异氰脲酸酯环的特征峰吸收强度增强，表明三聚化程度提高；用TDI三聚体替代TDI合成的聚氨酯脲弹性体在300-420℃范围内的热稳定性要比TDI基PUU的好，但其拉伸强度、伸长率有不同程度的下降。　　 第三部分研究了丁腈橡胶基聚氨酯脲／蒙脱土纳米复合材料的结构与性能。透射电镜和XRD的分析结果表明OMMT在复合材料中表现出较好的插层、剥离行为；当OMMT加入量从1％增加到3％时，PUU／OMMT复合材料的拉伸强度逐渐增大，OMMT含量超过3％后，有机蒙脱土片层粒子的增强增韧效应没有持续出现，复合材料的力学性能和断裂伸长率反而下降，硬度有所升高；OMMT的加入，提高了聚氨酯脲弹性体起始热降解峰和最大热降解峰的温度，改善了聚氨酯脲弹性体材料的热稳定性；当有机蒙脱土的加入量为6％时，复合材料的滞后损失tan8由纯聚氨酯的0．367升高到0．407，低温玻璃化转变温度Tg由原来的．24．6℃上升至．20．3℃。　　 第四部分研究了邻接交联型丁腈橡胶／白炭黑复合材料的性能。实验结果表明：当白炭黑用量为50 phr时，拉伸强度提高幅度约25 MPa。当双二五用量为l phr时，复合材料的拉伸强度达到最大；在同一温度下，随交联剂用量的增加，丁腈橡胶复合材料的回弹性和硬度呈现出逐渐增加的趋势；变温场下，随着温度的升高，丁腈橡胶复合材料和丁腈基聚氨酯脲弹性体均表现出回弹性逐渐增加、硬度单调降低的相似规律。　　

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